Компаратор для устройств допускового контроля параметров электронных схем Советский патент 1981 года по МПК G01R17/02 G01R27/28 

1

Изобретение относится к -измерительной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных приборах допускового контроля -напряжений, параметров электронных схем, в частности коэффициента передачи четырехполюсника.

Известны компараторы для устройств допускового контроля параметров элек- |Q тронных схем, содержащие управляемой ключ, две пороговые схемы сравнения, выходы которых подсоединены к схеме И, одной - непосредственно, другой через инвертор, а входы пороговых схем сравнения подключены к управляе- мому ключу через развязывающие диоды. Пороговые схемы сравнения выполнены на туннельных диодах, настроенных на различных уровнях 1 . „

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является компаратор для устройств допускового контроля параметров электронных схем, содержащий два операционных усилите- 25 ля с дифференциальными входами, три аттенюатора, один из которых перестраиваемой, схему И, причем выходы двух аттенюаторов подключены, соответственно,к инвертирующим входам one- 30

рационных усилителей, выходы которых подключены к схеме .

С помощью данного устройства контролируется не только постоянное напряжение, но и коэффициент передачи четырехполюсника по постоянному напряжению. Сигнал с выхода четырехполюсника необходимо поддерживать постоянным. Сигнал на выходе устройства формируется, когда выходной сигнал контролируемого четырехполюсника будет наводиться внутри поля допусков, определяемого входным сигналом, что южнo рассчитать по фор- мулам

K.UB,-.AU

on. ннжн. доп. , on. вер. Доп.

опорное напряжение

где и,

on. НИЖН.Д.ОП. нижнего поля допуска;

опорное напряжение

и

оп.вер1.доп. верхнего поля допуска;

входной сигнал кони

БХ. тролируемого четырехполюсника ; до , ДЧ заданные величины нижнего и верхнего допусков выходного напряжения контрол руемого четырехполюсника. Недостатком известного устройства является невозможность допускового контроля коэффициента передачи четырехполюсника и невысокая точность контроля. Кроме погрешности контроля коэффициента Передачи четырехполюсника, вносимой самой схемой устройства,, из приведенных выше формул видно, что точность контроля коэффициента передачи четырехполюсника зависит также 6т точности установки входного сигнала, необходимого для контроля параметров четырехполюсника, и опорных напряжений верхнего и нижнего допусков, их стабильность во времени зависят от стабильности ийточника отрицательного напряжения, коэффициента стабилизации стабилитрона и резисторов, которые на инвертирующих входах операционных усилителей устанавливают верхний и нижний допуски Выполнить все эти требования, необходимые, для контроля коэффициента передачи четырехполюсника с высокой тсчностью, достаточно сложно. Цель изобретения - обеспечение допускового контроля коэффициента передачи четырехполюсника и повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем что в компаратор., содержащий два опе рационных усилителя с дифференциальными входами, три аттенюатора, один из которых перестраиваемый, схему И причем выходы двух аттенюаторов подключены, соответственно, к инвертирующим входам операционных усилителей, выходы которых подключены к схеме И, дополнительно введены два . синхронно работающих двухпозиционных переключателя, два истоковых повторителя и элемент памяти, причем за5ким источника входного сигнала кон тролируемого четырехполюсника через нормально замкнутые контакты последовательно соединенных переключателей, а зажим источника выходного сигнала четырехполюсника через перестраиваемый аттенюатор и нормально разомкнутые контакты упомянутых переключателей подключены, соответственно, ко входам истоковых повторителей, выход каждого из которых под соединен к неинвертирующему входу од ного операционного усилителя и входу аттенюатора, подключенного ко вхо ДУ другого операционного усилителя, .а между входом истокового повторителя, включенного в цепь входного сигнала четырехполюсника, и земляной шиной подключен элемент памяти. На чертеже представлена структурная электрическая схема компаратора для устройств допускового контроля параметров электронных схем. Компаратор содержит зажим-клемму 1 источника входного сигнала контролируемого четырехполюсника, зажимклемму 2 источника выходного сигнала контролируемого четырехполюсника, перестраиваемый аттенюатор 3, включенный в цепь выходного сигнала ко нт рол ируе мого. че тырехполюс ни к а,дв а последовательно соединенных, синхронно работающих двухпо.зиционных переключателя 4 и 5, истоковые повторители 6 и 7, элемент 8 памяти, включенный между входом повторителя 6 и земляной шиной, аттенюаторы 9 и 10, операционные усилители 11 и 12 с дифференциальными входами, выходы которых через схему И 13 подключены к выходной клемме 14. Последовательно соединенные клемма 1, нормально замкнутые контакты (позиция 1) переключателей 4 и 5, истоковый повторитель 6 образуют цепь входного сигнала четырехполюсника. Роль двухпозиционных переключателей 4 и 5 могут выполнять контактные группы реле.Элемент 8 памяти выполнен на конденсаторе 15. Аттенюаторы 9 и 10 выполнены на резисторах 16, 17 и 18, 19 соответственно. Компаратор работает следующим образом. Входной сигнал контролируемого четырехполюсника (постоянное напряжение) подается на клемму 1 и через контакты 4 и 5 переключателей в позиции 1 поступает в элемент 8 памяти - операция запоминание. Этот сигнал в дальнейшем является опорным напряжением, относительно которого производится допусковый контроль коэффициента передачи четырехполюсника. Зафиксированное в элементе памяти опорное напряжение через истоковый повторитель 6 поступает на вход аттенюатора 9, который устанавливает нижнюю границу поля допуска коэффициента передачи контролируемого четырехполюсника на инвертирующем входе операционного усилителя 11, обозначим его U. Одновременно, зафиксированный электронной памятью, сигнал с выхода истокового повторителя 6 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 12, обозначим его U. Это напряжение является опорным напряжением верхней границы поля допуска контролируемого коэффициента передачи. При синхронном переключении переключателей 4 и 5 в положение II выходной сигнал контролируемого четырехполюсника через перестраиваемый аттенюатор 3 поступает на вход истокового повторителя 7. Коэффициент Деления перестраиваемого аттенюатор 3 устанавливается равным номинально му коэффициенту передачи контролиру емого четырехполюсника. Это позволя ет контролировать коэффициент передачи четырехполюсника, контролируя только сигнал с его выхода. С выхода истокового повторителя выходной сигнал четырехполюсника, поделенный аттенюатором 3, поступает на аттенюатор 10, который делит его на величину, соответствующую коэффициенту деления верхнего поля допуска ,, Если -H|M.7U. , где Upbix выходной сигнал контролир емого четырехполюсникаf К. - коэффи циент деления аттенюатора 3, то на выходе операционного усилителя 12, койтролирующего верхнее поле допуск появится сигнал ошибки, например отрицательный перепад Напряжения. то на выходе опера Кд 2. ционного усилителя 11, контролирующего нижнее поле допуска, появится сигнал ошибки, например отрицательный перепад напряжения. Если контро лируелий сигнал находится внутри по ля допуска, т.е. U выходах операционных усилителей 11, 12 сигнал ошибки отсутствует, что соответствует положительным перепадам напряжений на выходах этих усилителей. . Таким образом, при нгшичии сигна ла ошибки на выходе схемы И, на клем ме 14 появится логический О, чго означает - контролируемый параметр :нах одится вне поля допуска,а при отсут ствии сигнала ошибки на клемме 14 появится логическая 1, что означает - контролируемый параметр находит ся внутри поля допуска. Использование компаратора позволи обеспечить допусковый контроль и повысить точность контроля коэффициента передачи четырехполюсника. Точность контроля определяется погрешностями,вносимыми аттенюатора ми, операционными усилителями и элементом памяти, так как компаратор предназначен для использования в уст ройствах автоматизированного контроля параметров четырехполюсников, то время контроля указанного параметра состави доли секунды,при э том сиг нал, запомнен ный элементом памяти, и принятый за опо ное напряжение, не успеет измениться а следовательно, погрешностью, вноси мою элементом памяти, можно пренебречь . Точность контроля коэффициента пе редачи четырехполюсника с помощью известного устройства определяется погрешностями, вносимыми аттенюаторами и операционными усилителями также, как и в предлагаемом компараторе, и дополнительно погрешностями, определяемыми точностью установки опорного напряжения для выбора верхней и нижней границ допуска. Последние две из перечисленных выше погрешностей присущи только известным устройствам. Таким образом, точность контроля коэффициента передачи четырехполюсника с помощью известных устройств ниже точности контроля с помощью предлагаемого компаратора на величину, определяемую погрешностями установки входного сигнала для контроля четырехполюсника и установки опорного напряжения для выбора верхней и нижней границ допуска и точностью установки входного сигнала для контроля четырехполюсника.. Формула изобретения Компаратор для устройств допускового контроля параметров, электронных схем, содержащий два операционных усилителя с дифференциальными входами, три аттенюатора, один из которых перестраиваемый, схему И, причем выходы двух -аттенюаторов подключены, соответственно, к инвертирующим входам операционных усилителей, выходы которых подключены к схеме И, отличающийся тем, что, с целью обеспечения допускового контроля коэффициента передачи четырехполюсника и повышения точности контроля, в него введены два синхронно работающих двухпозиционных переключателя, два истоковых повторителя и элемент памяти, причем зажим источника входного сигнала контролируемого четырехполюсника через нормально замкнутые контакты последовательно соединенных переключателей, а зажим источника выходного сигнала четырехполюсника через перестраиваемый аттенюатор и нормально разомкнутые контакты упомянутых переключателей подключены, соответственно, ко входам истоковых повторителей, выход каждого из которых подсоединен к неинвертирующему входу одного оперёщионного усилителя и входу аттенюатора, подключенного ко входу другого операционного усилителя, а между входом истокового повторителя,включенного в цепь входного сигнала четырехполюсника, и земляной шиной подключен элемент памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР I 415794, кл. Н 03 К 5/20, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 441519, кл. G 01 R 17/02, 1975(прототип).

/V