180858. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés egyszerű felépítésű áramimpulzus átalakító kialakítására
7 180858 TO = Tk • Ik — lm Ebből számítjuk az impulzus gyakoriságot: lm n =-------Tk • Ik ahol n az impulzus gyakoriság arányos a mérendő árammal, mivel Tk idő és Ik áram állandónak tekinthető. All. ábrán ismertetjük a 3., 6., 7., 8. ábrák áramköri elrendezés működésének bemeneti idődiagramját a t időtengely mentén. A kapcsolószervben Schmitt-bemenetű digitális 24, ill. ínvertáló digitális 22, 22b kaput alkalmazunk. A negatív mérendő lm áram a 21 töltőkondenzátor feszültségét pozitív irányból negatív irányba húzza. Amikor a 21 töltőkondenzátor, ill. a 22, 22b; 24 kapu bemenetének a feszültsége eléri az alsó, Schmitt-feszültség U-szintet, a kapcsolószerv kimenete átbillen logikai U0 szintű állapotba. A kimenet közvetlenül vagy közvetve 25 ellenálláson keresztül nyitja a PNP 23b tranzisztort, mely a nagyobb Ik árammal a 21 töltőkondenzátor, ill. a 22,22b, 24 kapu bemenetének feszültségét igen rövid idő alatt a pozitív tápvezeték Uf feszültségére húzza. Ekpzben a kapu bemenete keresztülhalad a felső, Schmitt-feszültség TJ+ szinten, ezért a kapcsolószerv kimenete a késleltetési Tk idő(k) által meghatározott módon logikai egy U1 szintre ugrik vissza. Ennek hatására a 23b tranzisztor lezár és ismét a negativ lm áram húzza a 21 töltőkondenzátor feszültségét lefelé. A kimenő d vezetéken megjelenő impulzusokat a 12. ábra idődiagramján mutatjuk be, és az ismétlődési időt az alábbiak alapján számíthatjuk ki. Feltétel az, hogy Ik^> lm legyen. C ahol C: a 21 töltőkondenzátor kapacitása. Ebből: TO = C(Uf-U )• — lm majd végül az impulzusok gyakorisága: 1 n = lm-------------C(Uf-U ) ahol n az impulzusok gyakorisága, mely jól láthatóan egyenesen arányos a mérendő lm árammal. A 13. ábrán mutatjuk be a 4. ábrán ismertetett áramköri elrendezés működésének bemeneti idődiagramját, Schmittbemenetű 24 kapu alkalmazása esetén. A működés elve azonos all. ábránál leírtakkal, a pozitív mérendő lm áramnak megfelelően. így az NPN 23c tranzisztor a negatív tápvezeték Ug feszültségére húzza le a 21 töltőkondenzátort és a 24 kapu kimenete az U szinten való áthaladás után billen vissza logikai UO szintre. A 14. ábrán mutatjuk be a 4. ábra kapcsolásának kimeneti impulzusait. Jól látható, hogy a kapott impulzusok invertáltjai az előzőleg bemutatott 12. ábrán láthatóaknak. Példaként ismertetjük egy, a gyakorlatban megvalósított — a 7. ábrán bemutatott — áramköri elrendezés bemérésénél kapott mérési adatokat. A méréseket 25 °C és 50 °C környezeti hőmérsékleteken végeztük el. 8 s ideig számláltuk az áramkör kimenetén megjelenő impulzusokat. A mérési eredményeket az alábbi táblázatban foglaltuk össze. lm NI N2-10 ‘A 9985 9917-10 7 A 998 992-10 8 A 100 99-10 4 A 9 9 ahol NI a 25 °C-on mért impulzusok száma és N2 az 50 °C-on mért impulzusok száma. Az áramkör linearitása és hőmérsékletfüggése a mért tartományban kisebb, mint 1%. A találmány szerinti áram-impulzus átalakító előnyeit az eddig ismert megoldásokkal szemben az alábbiakban foglalhatjuk össze. Az áramkör — igen egyszerű felépítésű (egy digitális kapuból és néhány kiegészítő elemből is felépíthető) — egy tápfeszültséget igényel — igen kis fogyasztású — nagy méréstartományban (4—5 nagyságrend) viszonylag pontosan (jobb, mint 1%) működik — kicsi a hőmérsékletfüggése — működése egyszerű módon kapuzható — kisméretű, pl. űrhajók műszereiben igen előnyösen alkalmazható. Szabadalmi igénypontok 1. Áramköri elrendezés áram-impulzus átalakítására, amelynek kapcsoló szerve és töltőkondenzátora van, azzal jellemezve, hogy a kapcsolószerv digitális kapuból (24) vagy invertáló digitális kapuból (22) áll, a kapu (22, 22a, 24) kimenete közvetlenül vagy ellenálláson (25), valamint közvetlenül, vagy szelephatású elemen (23), pl. diódán (23a) vagy tranzisztoron (23b, 23c) keresztül a kapu (22, 22a, 24) bemenetével, és a töltőkondenzátor (21) egyik kivezetésével, a töltőkondenzátor (21) másik kivezetése pedig stabil feszültségű, pl. földelt vezetékkel (c) van összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti áramköri elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a digitális kapu (24) vagy az invertáló digitális kapu (22, 22a) Schmitt-bemenetű. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti áramköri elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az invertáló digitális kaput (22) nyitott kimenetű invertáló digitális kapu (22a) alkotja. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti áramköri elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az invertáló digitális kapu (22) legalább kétbemenetű NEM-ÉS kapu (22b), melynek további bemenetére vagy bemeneteire kapuzó vezeték (e) van kapcsolva. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti áramköri elrendezés 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
