194629. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés egyenfeszültséggel vezérelt, generált ellenállás megvalósítására
1 194 629 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés egyenfeszültséggel vezérelt, generált ellenállás megvalósítására, amely lineáris integrált áramkörök műszaki adatainak ellenőrzésére szolgáló automatikus mérőberendezésekben alkalmazható, ahol követelmény a programozhatóság, a terhelő ellenállás értékének széles tartományban történő változtathatósága, tág feszültségtartományban való alkalmazhatóság. A technikai szintet képviselő megoldások közül utalunk pl. a FET tranzisztorral megvalósított áramkörre, amelynél a drain és source elektródák közötti látszólagos ellenállás a gate-source elektródák közötti UGS feszültséggel változtatható. Ennek az ismert megoldásnak a hátrányai a következők:- a látszólagos ellenállás értéke a rákapcsolt feszültségtől nagy mértékben függ,- a gate és source elektródák közötti UGS feszültség és a látszólagos ellenállás közötti összefüggést a tranzisztor karakterisztikája határozza meg, ezért a kapcsolat egyszerű matematikai függvénynyel nem írható le. További ismert megoldás a sorbakapcsolt A/D átalakítóból, kapcsolómezőből és ellenálláshálózatból álló elrendezés, amelynél az analóg vezérlő feszültséget egy A/D átalakító digitális vezérlőjelekké alakítja át. A vezérlőjelek hatására a kapcsolómező az ellenálláshálózat diszkrét értékű ellenállásait úgy köti össze, hogy azok eredője egy előre meghatározott értékű ellenállásnak feleljen meg. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy bonyolult felépítésű, s az egyes egységek, különösen az A/D átalakító, kapcsolómező drága, továbbá a digitális átalakításból adódóan csak meghatározott és nem tetszőleges értékű ellenállások generálhatók. A találmány szerinti megoldás ezért célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan egyszerű felépítésű áramköri elrendezés létrehozását, amelynél-- a generált ellenállás egyenfeszültséggel vezérelhető,- a generált ellenállás értéke széles tartományban változtatható,- a generált ellenállás tág feszültségtartományban állandó értékű. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy ha egy áramgenerátort szorzó áramkörön keresztül egyenfeszültséggel vezérelünk, akkor az áramgenerátor kimenete ellenállásként viselkedik, s az így generált ellenállás értéke széles tartományban változtatható, tág feszültségtartományban pedig állandó értékű lesz. A találmány tárgya tehát áramköri elrendezés egyenfeszültséggel vezérelt generált ellenállás megvalósítására. Az áramköri elrendezésre jellemző, hogy tartalmaz leválasztó erősítőt, amelynek bemenetére vezérlő feszültség kapcsolódik, kimenete szorzó áramkör egyik bemenetére van kötve. A szorzó áramkör másik bemenetére illesztő és méréshatárváltó áramkör kimenete, kimenetére áramgenerátor bemenete, az áramgenerátor kimenetére az illesztő és méréshatárváltó áramkör egyik bemenete csatlakozik, az illesztő és méréshatárváltó áramkör másik bemenete pedig vezérelhető. A találmány szerinti megoldást részletesebben az 1. ábra alapján ismertetjük, ahol az áramköri elrendezés tömbvázlata látható. Az áramköri elrendezésre jellemző, hogy tartalmaz 1 leválasztó erősítőt, amelynek 11 bemenetére Un vezérlő feszültség kapcsolódik. Az 1 leválasztó erősítő 12 kimenete 2 szorzó áramkör egyik 21 bemenetére van kötve. A 2 szorzó áramkör másik 22 bemenetére 4 illesztő és méréshatárváltó áramkör 43 kimenete, 23 kimenetére 3 áramgenerátor 31 bemenete, a 3 áramgenerátor 32 kimenetére a 4 illesztő és méréshatárváltó áramkör egyik 41 bemenet; csatlakozik, a 4 illesztő és méréshatárváltó áramkör másik 42 bemenete pedig vezérelhető. Az áramköri elrendezés célkitűzésének megvalósulását az alábbi levezetés alapján bizonyítjuk be: Figyelembe véve, hogy a 2 szorzó áramkör egyik 21 bemenetén megjelenő U2, feszültség megegyezik az 1 leválasztó erősítő 12 kimenetén megjelenő U12 feszültséggel, ami pedig az 1 leválasztó erősítő 11 bemenetére kapcsolt UV1 vezérlő feszültséggel egyenlő, azaz U21 = U12 = U,,, így a 2 szorzó áramkör 23 kimenetén megjelenő U2í feszültség a következőképpen fejezhető ki : U„ = k2-U„-U22 = — k2 • U„ • U43 — k2 • Uu ■ k4 • U4i — = k2 • k4 • Un • U32, (1) ahol k2 a 2 szorzó áramkör átvitelére jellemző állandó érték, k4 a 4 illesztő és méréshatárváltó áramkör átviteli állandója, Un az 1 leválasztó erősítő 11 bemenetére kapcsolt vezérlő feszültség, U32 a 3 áramgenerátor 32 kimenetén megjelenő feszültség. Figyelembevéve, hogy a 3 áramgenerátor 31 bemenetén megjelenő U3, feszültség egyenlő a 2 szorzó áramkör 23 kimenetén megjelenő U23 feszültséggel, a 3 áramgenerátor 32 kimenetén folyó I32 kimeneti áram a következő: I32 ~ k3 ■ U31 = k3 • U23. (2) ahol k3 a 3 áramgenerátor átviteli állandója. A (2) egyenletből kifejezve U23-at és az (1) egyenlet figyelembevételével a következő egyenlőség adódik : — = k • k • IJ • TJ k ‘2 UI1 U321 Ebből kifejezve: U»-_____1 _ » -, I32 k2 • k3 • k4 • Un k • Un ahol k eredő állandó, Rg generált ellenállás. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
