Цифровой омметр Советский патент 1982 года по МПК G01R27/14 

jrepa, два счетчика, ключ, сумматор, элемент ИЛИ,, причем выхол тактового генератора соединен с .первым вхо дом элемента ИЛИ,,выходом первого и второго.триггеров, входом Сброс второго счетчика и третьим входом блока управления, выход квантующего генератора соединен с входами второг и третьего элементов И, выход первого компаратора соединен с входом четвертого элемента И, третьим входо блока управления и через дифференцирующую цепь с вторым входом первого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, п выходов первого счетчика чер п элементов ИЛИ соединены с п входами первого цифро-авалогового преобразователя, другие входы п элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, второй вход которого через второй триггер соедииен с выходом второго компаратора,, вторым входом блока управления и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен .со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с индикатором, пер вый и второй .выходы блока управления соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И соедине через счетный вход третьегосчетчика с входами второго цифро-аналогового преобразователя, выход которо го -через сумматор соедикен с первьм входом второго компаратора и преобразователем сопротивление-напряжение выход элемента ИЛИ соединен с входом Сброс третьего счетчика,выход первого триггера через ключ соединен с вторым входом сумматора, выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого цифро-аналогового; преобразователя, а входы второго цифро-аналогового преобразователя и два входа ключа соединены с источниками опорного напряжения. На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 - эпюры напряжений. Устройство содержит тактовый генератор 1, счетчики 2-4,, триггеры 5 и б,- блок 7 управления, цифро-ана логовый преобразователь 8, ключ 9, сумматор 10, генератор 11 квантующих импульсов, элемент И 12, цифроаналоговый преобразователь. 13, комп ратор 14, преобразователь сопротивление - напряжение 15, элемент И 16 компаратор 17, дифференцирующую цеп 18, элемент ИЛИ 19, элемент И 20, п элементом ИЛИ 21.1-21.п, элемент И 22, индикатор 23. Устройство работает следующим об разом., С приходом импульса с тактового генератора 1 устанавливаются в нуль счетчики 2,3 и 4, триггеры 5 и 6, прямой выход блока 7 управления, а его инверсный выход устанавливается в единицу. При этом на выходе четырехквадратного цифроаналогового преобразователя 8 (в дальнейшем будем его называть прос.то цифро-аналоговый преобразователь8) появляется максимальное отрицательное напряжение 0 (соответствующее нулевому состоянию счетчика 2), а с выхода ключа 9 на один из входов сумматора Ю поступает отрицатель ное напряжение ( I 4j,l ) . Импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемен И 12 поступают на счетный, вход счетчика 3. Выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 13 поступает на второй вход суммат.ора 10 и, как только его выходное напряжение сравнивается с напряжением } цифро-аналогового преобразователя 8, срабатывает компаратор 14. В результате этого срабатывает триггер 5 и блок 7 управления, на|прямомвыходе которого установится потенциал ; единицы, а на инвердном - нуля , останавливается счетчик 3, на выходе сумматора 10 останется напряжение, равное UQ, на выходе преобразователя сопротивление-постоянное напряжение 15 напряжение Х где RJJ - образцовое сопротизвление, а импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 16 поступают на счетный вход счетчика )2.. Как только входное напряжение цифро-аналогов6го преобразователя 8 . сравняется с напряжением Ujj, сработает компаратор 17, Продифференцированный импульс дифференцирующей цепи 18 поступит на счетный вход триггера 6 и через элемент ИЛИ 19 на Сброс счетчика 3. С выхода элемента И 20 потенциал единицы через элементы ИЛИ .п поступает на управляющие входы цифро-аналого вого преобразователя 8. В результате этого на выходе цифро-аналогово-. го преобразователя 8 появляется максимальное положительное напряжение О, с выхода ключа 9 на вход сумматора 10 поступает положительное напряжение Oo4(), на прямом выходе блока 7 уп;равления устанавливается потенциал нуля, а на инверсном - единицы и импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 12 поступают на счетный вход счетчика 3. Как тoлькq напряжение на сумматоре 10 сравняется с напряжением U цифро-аналогового преобразователя В, сработает компаратор 14, триггер 5 вернется в исходное йостояние, на управляющие входы цифро-аналогового jipeoa разователя поступит код, эаписанный в счетчике 2, на выход преобразоваЬтеля сопротивление - постоянное напряжение 15 напряжение Uj(, на прямом выходе блока 7 управления установится поггенциал единицы, а на инверсном - нуля , сч чик 3 останавливается. Теперь импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 16 поступают на счетный вход счетчика 2 и одновременна через элемент И 22 на счетный вход счетчика 4. И как толь ко напряжение цифро-аналогового пре образователя сравняется с напряжением Ц( U;|R.j/I, сработает компаратор 17. На обоих выходсцс блока 7 управления устанавливаются потенциалы нуля импульс с дифференцирующей цепи поступает на счетный вход триггера 6, возвршцая его в исходное состояние, и через элемент ИЛИ 19 - на вход Сброс сче чика 3, счетчики 2,3 и 4 останавлив ются. Результат измерения в виде циф высвечивается на индика оре 23. С.приходом следующего импульса с тактового генератора 1 цикл измерения повторяется. Резу льтат; измерения К определяется по формуле N )|i ,-(2) кKQ где R) - измеряемое сопротивление; RQ - образцовое сопротивление; п - количество двоичных разрядов цифро-аналогового преобразователя 8. Очевидно/ что результат измерени не зависит от смещения, нуля и изменения коэффициента передачи цифро-аналогового преобразователя В так как фактически происходит измерение его экстремальных выходных напряжений, а затем ищется отношение (U)/U), пропорциональное отношению измеряемого сопротивления П к; образцовому R (будем считать что за время измерения величина напряжения смещения нуля не изменяется) ... ., Очевидно также, что результат из мерения N) не зависит и от смещения нуля компаратора 17. Покажем эт Из эпюр напряжений на (фиг.2) и опи сания, работы устройства видно, что (() где и. ,- амплитуда напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 8, соответ ствуадая максимальному коду на его управляющих вхоДах;0 - амплитуда напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 8, соответствующа:я коду нуля на его управляющих входах; д - напряжение смещения нуля компаратора 17. Отсюда ()|i Покажем, что результат измерения не зависит и от смвцения нуля ком;паратора 14. Tvfe; -R -u: oC5 где А - напряжения смещения нуля ком- паратора 14. Отсюда Н ()|. (6) л- Кр Формула изобретения Цифровой омметр, содержащий тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор, элемент И, счетчик, преобразователь сопротивление - напряжение, индикатор, источник опорного напряжения, причём выход источника опорного напряжения соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с компаратсфа, другой вход которого соединен с выходом преобразователя йопротивление напряжение, выход генератора квантующих импульсов соединен с первым входрм элемента И, выход которого сое- / динен со счетным входом счетчика, вход Сброс которого соединен с выходом тактового генератора, о т ли чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дифференцирующая цепь п элементо:в ИЛИ, три элемента И, лок управления, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор, два триггера, два счетчика, ключ, сумматор, элемент ИЛИ, п&ичем выход тактового генератора соединён с . первым входом элемента ИЛИ, входом первого и второго триггеров, вхоСбросвторого счетчика и тр тьим входом блока управления, выход квантующего генератора соединен с входом второго и третьего элементов И, выход первого компаратора соединен с входом четвертого элемеИта И, третьим входом .блока управления и через дифференци укхцую цепь с вторым входом первого тригге ра и вторым входом элемента ИЛИ, п выходов первого счетчика через

n элементов соединены с ft -входамнпервого цифро-аналогового преобразователя, другие входы n элементов. ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, второй вход которого через второй триггер соединен с выходом второго компаратора, вторым входом блока управления и с вторым входом третьего элемента И, выход кторого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с индикатором, первый и второй выходы блока управления соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И соединен через счетный вход третьего счетчика с входами второго.цифро-аналогового преобразователя, выход которого через сумматор соединен с первым входом второго компаратора и .преобразователем сопротивление напряжение, выход элемента ИЛИ соеСброс

динен с входом

третьего

счетчика, выход первого триггера через ключ соединен с вторым входом сумматора, выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй, вход второго компаратора соединен с выходом первого цифро-аналогового преобразователя,. а входы второго цифро-аналогового преобразователя и два входа ключа соединены с источниками опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский.Г.Я. Радиоэлектронные измерения, М., Энергия, 1975, с. 296, 303.

2.Шило В.Л. Линейные интеграль-. ные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., . радио, 1979,

с. 337 (прототип) ..