184336. lajstromszámú szabadalom • Bemeneti védelemmel ellátott és referenciaáramával közvetlenül tápfeszültségforrást terhelő kialakítású ellenállás/feszültség átalakító kapcsolási elrendezét
1 184 136 2 pocs A közös kapocsként van kialakítva, továbbá emitterükkel tápfeszültségforrás +UT első kapocshoz kötött 14 kapcsoló tranzisztort és 16 vezérlő tranzisztort foglal magába. Az Ur referenciafeszültségforrás egyik kapcsa a tápfeszültségforrás +Ux első kapcsához van kötve, másik kapcsa a 10 műveleti erősítő nem-invertáló bemenetével közösítve másik C kimeneti kapocsra van kapcsolva. Az átalakító másik B bemeneti kapcsa egyrészt 26 védőellenálláson keresztül a 10 műveleti erősítő invertáló bemenetére van kapcsolva, másrészt az Re etalon ellenálláson keresztül a 14 kapcsoló tranzisztor kollektorára van kötve. A 14 kapcsoló tranzisztor bázisa a 16 vezérlő tranzisztor kollektorával közösítve 19 előfeszítő ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás -Up második kapcsára van kapcsolva, továbbá a 14 kapcsoló tranzisztor kollektora 18 figyelő ellenálláson keresztül a 16 vezérlő tranzisztor bázisával is össze van kötve. A 16 vezérlő tranzisztor bázisa 17 bázisellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás +U-J- első kapcsára van kötve. A 10 műveleti erősítő kimenetére 12 dióda katódjával kapcsolódik. A 12 dióda anódja egyrészt az A közös kapocsra van kötve, másrészt 13 ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás +Ux első kapcsára van kapcsolva. A 10 műveleti erősítő invertáló és nem-invertáló bemeneté közé ellen-paralel elrendezésben 22, 24 védő diódapár kötött. Az ellenállás/feszültségátalakító rendeltetésszerű alkalmazásakor az A közös kapocs és a B bemeneti kapocs közé Rm mérendő ellenállás kapcsolódik. A 14 kapcsoló tranzisztor a 19 előfeszítő ellenállással előfeszítve vezető állapotú, a 16 vezérlő tranzisztor pedig lezárt állapotú. Az Ur referenciafeszültség-forrás a tápfeszültségforrás +Uj első kapcsához képest meghatározza a 10 műveleti erősítő nem-invertáló bemenetének feszültségét, s ezzel meghatározza az invertáló bemenet potenciálját is. így a 14 kapcsoló tranzisztoron és az Re etalon ellenálláson keresztül folyó referenciaáramot az Ur referenciafeszültség-forrás feszültsége határozza meg, s ugyanakkor a referenciaáram a tápfeszültségforrást terheli. Az Rm mérendő ellenálláson és a nyitóirányba előfeszített 12 diódán keresztül a referenciaárammal lényegében egyező nagyságú áram folyik, így a 10 műveleti erősítő kimeneti feszültsége, s ezzel az A közös kapocs, valamint a C kimeneti kapocs között megjelenő feszültség arányos az Rm mérendő ellenállás nagyságával. Rendeltetésszerűtől eltérő használat esetén az átalakító bemenetére terhelőáram van kényszerítve, amely a referenciaáramot vagy növelni vagy csökkenteni, illetve az Re etalon ellenálláson egy ellenkező irányú áramot áthajtani igyekszik. Az előbbi esetben a terhelőáram a referenciaáramot és a 10 műveleti erősítő kimeneti áramát növelni igyekszik. Az A közös kapocs potenciálja a nyitott 12 diódán keresztül a 10 műveleti erősítő kimeneti feszültségéhez rögzítődik, míg a B bemeneti kapocs feszültsége ehhez képest változik. A B bemeneti kapcson levő feszültség hatására a 14 kapcsoló tranzisztor árama mellett a 18 figyelő ellenálláson és a 17 bázísellenálláson keresztül is megindul az áram. A 17 bázisellenálláson eső feszültség a 16 vezérlő tranzisztort kinyitja, amely lezárja a referenciaáramútba iktatott 14 kapcsoló tranzisztort. Ezáltal a 18 figyelő ellenállás és az Re etalon ellenállás közös kapcsának potenciálja a B bemeneti kapocs potenciálját követi, amelyből származó károsodástól a 10 műveleti erősítő bemenetéit a 26 védőellenállás, valamint a 22, 24 védődiódapár védi. A terhelőáram köre a 10 műveleti erősítő kimeneti fokozatán és a tápfeszültségen keresztül záródik. Az átalakító bemeneti ellenállása így a 18 figyelő ellenállással és a 17 bázisellenállással növekszik meg, ami arányosan csökkenti a terhelőáramot. Ez az állapot mindaddig áll fenn, amíg a terhelőáram a 16 vezérlő tranzisztort nyitott állapotban tartja. Az utóbbi esetben a terhelőáram a referenciaáramot csökkenteni, illetve azzal ellenkező irányú áramot létrehozni igyekszik. A 12 dióda záróirányú előfeszítést kap, ezáltal a 10 műveleti erősítő kimenete leválasztódik az A közös kapocsról. így a terhelőáram a 13 ellenálláson, a 14 kapcsoló tranzisztoron és az Re etalon ellenálláson keresztül folyik. Az átalakító bemeneti ellenállása a 13 ellenállással növekszik meg, ami arányosan csökkenti a terhelőáramot. Ez az állapot addig áll fönn, amíg a terhelőáramot rákényszerítő aktiv kétpólus feszültsége nullára nem csökken. A példaként bemutatott, megvalósított ellenállás/feszültségátalakító LSI A/D átalakítókkal felépített telepes kézi digitális multiméter ellenállás/feszültségátalakítójaként 3-1000 V-os feszültségtartományban nyújt egyen- és váltakozófeszültség ellen védelmet, és disszipációja a 10 mW-ot nem haladja meg. Szabadalmi igénypont Bemeneti védelemmel ellátott és referenciaáramával közvetlenül tápfeszültségforrást terhelő kialakítású ellenállás/feszültségátalakító kapcsolási elrendezés, amely műveleti erősítőt, referenciafeszültség-forrást és etalon ellenállást foglal magába, a műveleti erősítő invertáló és nem-invertáló bemenete közé ellen-paralel elrendezésben védődiódapár van kötve, továbbá bemeneti - mérni kívánt ellenállásra kapcsolható - kapocspárja és kimeneti — mért ellenállásértékkel arányos feszültséget szolgáltató - kapocspárja van, ahol a bemeneti kapocspár egyik kapcsa és kimeneti kapocspár egyik kapcsa közös kapocsként a műveleti erősítő nem-invertáló bemenetével közösítve a másik kimeneti kapcsot alkotja, az etalon ellenállás egyik kapcsa a másik bemeneti kapocsra van kötve és a műveleti erősítő invertáló bemenetéhez van csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy a műveleti erősítő (10) kimenete a közös kapocsra (A) diódán (12) keresztül van kötve, továbbá a közös kapocs (A) a tápfeszültségforrás első kapcsával (+Ut) ellenálláson (13) keresztül össze van kötve, az etalon ellenállásnak (Rej a másik bemeneti kapoccsal (B) közös egyik kapcsa a műveleti erősítő (10) invertáló bemenetével védőellenálláson (26) keresztül van kötve, továbbá kapcsoló tranzisztora (14) és vezérlő tranzisztora (16) van, a kapcsoló tranzisztor (14) emittere a vezérlő tranzisztor (16) emitterével és a referenciafeszültség-forrás (Ur) másik kapcsával összekötve a tápfeszültségforrás első kapcsára (+Uj) van kapcsolva, a kapcsoló tranzisztor (14) kollektora egyrészt az etalon ellenállás (Re) másik kapcsára, másrészt figyelő ellenálláson (18) keresztül a vezérlő tranzisztor (16) bázisára van kötve, a vezérlő tranzisztor (16) kollektora a kapcsoló tranzisztor (14) bázisával közösítve előfeszítő ellenálláson (19) keresztül a tápfeszültségforrás második kapcsára (-Uj), bázisa pedig bázisellenálláson (17) keresztül a tápfeszültségforrás első kapcsára (+Uj) van kötve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 1 db ábra
