187864. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés feszültségminimumok és/vagy maximumok mérésére
1 187 864 2 rését, kiengedett másik állásban pedig negatív csúcsfeszültség (legkisebb feszültség) mérését teszi lehetővé. Az 5 és 6 analóg kapcsolók kimenetéi egymással öszszekötve nagy bemenőimpedanciájú 9 erősítő + bemenetéhez csatlakoznak. A 7 és 8 analóg kapcsolóknak a bemenetéi vannak összekötve és ezek a 9 erősítő kimenetével, továbbá a K kapcsoló vázolt érintkezőjével kapcsolódnak. A 7 és 8 analóg kapcsolók kimenetei 10, illetve 11 diódán keresztül 12 kondenzátor egyik fegyverzetéhez csatlakoznak. A 12 kondenzátor másik fegyverzete földelt. A 10 és 11 diódák azonos típusúak és ellentétes vezetési irányban vannak bekötve. A 12 kondenzátor felső fegyverzete egyrészt a 9 erősítő bemenetéhez, másrészt a 4 üzemmódkapcsolóhoz csatlakozik. A K kapcsoló első tagjához 13 feszültségforrás csatlakozik, amelynek 14 kimenetéről a földhöz képest +0,4 V, 15 kimenetéről pedig —0,4 V feszültség vehető le. A 6 analóg kapcsoló bemenete aK kapcsoló állásától függően ezért —0,4 V-ra vagy +0,4 V-ra van kapcsolva. A K kapcsoló felső tagjához 16komparátor csatlakozik, amelynek + és — bemenetéhez a 9 erősítő kimenete és a földpont csatlakozik, de ennek a kapcsolatnak az előjele a K kapcsoló állásától függ. A 16 komparátor úgy van méretezve, hogy állapotát akkor változtatja meg, amikor a 12 kondenzátor feltöltési (vagy kisülési) folyamata befejeződik, azaz feszültsége állandósul. Ez nemcsak a 16 komparátor méretezésétől, hanem a választott feszültségszintektől és a 10 és 11 diódák küszöbfeszültségétől is függ. Az 5—8 analóg kapcsolók állapotát 17 vezérlő logika határozza meg. Fontos felfigyelni arra, hogy az 5 és 6 analóg kapcsolók, továbbá a 7 és 8 analóg kapcsolók egymáshoz viszonyítva mindig ellentétes állapotban vannak, A 17 vezérlő logika 18 vezérlő vonalához ezért 19 inverter csatlakozik, amely a K kapcsolón keresztül gondoskodik az analóg kapcsolók váltakozó működési állapotáról. A 18 vezérlő vonalon a működés során logikai 0-ás és 1-es állapotok érkeznek. A 3 digitál-analóg átalakító 20 buszvonalon keresztül 21 digitális processzorhoz csatlakozik, ennek kimenete 22 számkijelzővel van összekötve. A 3 digitál-analóg átalakítót és a 21 digitális processzort célszerűen a Siiiconics Inc. LD110 és LD111A típusú integrált áramköréből lehet megvalósítani, mert ezek a típusok az analógdigitális átalakítás megfelelő pontosságú (3,5 digítes) elvégzése mellett alkalmasak a vezérléshez szükséges logikai és időzítő jelek előállítására, és a működés koordinálásához viszonylag egyszerű felépítésű olyan 17 vezérlő logika elegendő, amely nem igényel külön órajeleket vagy mikroprogramozott memóriát és/vagy processzort. A 17 vezérlő logika a 20 buszvonalhoz csatlakozik és a 3 analóg-digitál átalakítóval és a 21 digitális processzorral kétirányú vezérlő kapcsolatban van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működése a következő. Tételezzük fel, hogy az 1 bemeneti kapocsra csatlakoztatott feszültség adott időtartományban változó értékei közül a legnagyobb pozitív értéket, azaz a csúcsértéket kívánjuk meghatározni. Ekkor a K kapcsolót az 1. ábrán vázolt benyomott helyzetbe visszük. Azt is tételezzük fel, hogy az ismeretlen feszültség nagyságrendjét annyira ismerjük, hogy a 2 feszültségosztó megfelelő beállításával biztosítani tudjuk, hogy annak kimenetén a jel mindig ± 200 mV között legyen. A 3 analóg-digitál átalakító ciklikus üzemű, mérési és referencia ciklusok váltják egymást. A mérési ciklust megelőző referenciaszakasz időtartama alatt a 17 vezérlő logika a 18 vezérlő vonalon keresztül logikai ,,l”-es szintet hoz létre. Ennek Itatására a 6 és 8 analóg kapcsolók áramköre zár, az 5 és 7 analóg kapcsolóké pedig nyit. Ebben az állapotban a 13 feszültségforrás 15 kimenetéről a -0,4 V-os feszültség a K kapcsolón keresztül a 6 analóg kapcsoló bemenetére, ezen keresztül pedig a 9 erősítő bemenetére jut. A 9 erősítő kimenetéről a jel útja a 8 analóg kapcsolón és a 11 diódán keresztül zárul a 12 kondenzátor felé. A 12 kondenzátor a vázolt útvonalon keresztül —0,4 V-ra feltöltődik, és ez a feszültség kétszer olyan negatív, mint a mérendő feszültség —200mV-os esetleges legnegatívabb értéke. Ez a helyzet a 2. ábra a. diagiamjain a tt és t2 időpontok között áll fenn. A t2 időpontban végetér a referencia szakasz, és mérési szakasz kezdődik. Ekkor a 18 vezérlő vonal logikai állapota megváltozik, cs ennek következtében a 6 és 8 analóg kapcsolók útvonala megszakad, az 5 és 7 analóg kapcsolóké pedig zár. A mérendő leosztott feszültség most az 5 analog kapcsolón keresztül a 9 erősítő + bemenetére kapcsolódik, és a 9 erősítő kimenete a 7 analóg kapcsolón ke észtül a 10 diódán át a 12 kondenzátorra csatlakozik. A 9 erősítő — bemenetén még a -0,4 V-os feszültség var, de kimenetén egy a +200 mV és -200 mV között lévő jel, amely mindenképpen pozitívabb a 12 kondenzátor -0,4 V-os feszültségénél. A 10 diódán keresztül nincs akadálya a 12 kondenzátor feltöltődésének, és a 12 kondenzátor feszültsége kis időállandóval felveszi a leosztott bemeneti feszültség értékét. Abban a pillanatban, amikor a 12 kondenzátoron a feszültség állandósult, vigy a bemeneti feszültség értéke a pozitív csúcsérték élt rése után csökken, a 10 dióda zár és a 12 kondenzátoron a feszültség megőrzi az elért legnagyobb értékét, amely a -200 és +200 mV-os tartományon belül bárhol lehet. Ez az állapot a 2a ábrán a t3 időpontban következik be, és az ábra léptéke szerint a 12 kondenzátor mintegy —60 mV-os feszültséget tart. A t3 időpontban (vagy röviddel azt követően) a 16 komparátor megállapítja, hogy a 12 kondenzátor feszültsége már nem változik, és átbillen. A 17 vezérlő logika ezt érzékeli, és engedélyezi a 3 analóg-digitál átalakító részére az átalakítást, pontosabba í az átalakított digitális információnak a 21 digitális processzorba való beírását. Ha a mérési periódus alatt a 12 kondenzátoron a feszültség nem állandósult, akkor a 16 komparátor átbillenése elmarad, így a 21 digitális processzor újabb információt nem kap, a 22 számkijelző a korábban érvényes számot jelzi ki. Ez a folyamat ciklikusan addig ismétlődik, ameddig a mérési szakaszban a 12 kondenzátor feszültsége állandósul. A 12 kondenzátoron állandósult feszültség a 4 üzemmódkapcsolón keresztüljut el a 3 analóg-digitál átalakító analóg bemenetére. Hí. most a mérendő feszültség nem negatív, hanem pozitív, a viszonyok akkor sem változnak. A 2.a. ábra jobb oldali diagramja a bal oldalitól csak abban különbözik, bogy az U]2 kondenzátorfcszültség a kezdeti -0,4 V- ról a 10 diódán keresztül mintegy +150mV-ra töltődik fel és a maximumot a U időpontban éri el. Ekkor a maximum elérésekor billen át a 16 komparátor és a digitális átalakítás megtörténik, az átalakítás eredménye a 21 d gitális processzor memóriájába kerül, majd megjelenik a 22 számkijelzőn. Hi-most nem pozitív maximumot, hanem negatív csúcsértéket akarunk mérni, akkor a K kapcsolót ellentétes ádapotba kell vinnünk. A 18 vezérlő vonalon keresz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
