196514. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés ikeráram előállítására
1S6514 6 Az 1. ábrán példaként ábrázolt kapcsolási elrendezésben, amely ikeráram előállítására szolgál, az 1 programozó egységnek 2 jelbemenete, és 3, 4, 5 és 6 programozó bemeneté, valamint 7 és 8 jelkimenete van. A 7 jelkimenet egyrészt 9 váltókapcsoló bontó érintkezőjére, másrészt 10 váltókapcsoló záró érintkezőjére van kötve. A 9 váltókapcsoló kimenete hatásláncban sorbakapcsolt 21 előerősítőn, 11 különbségképzón és 13 áramgenerátoron keresztül van 15 kimenettel összekapcsolva. A 10 váltókapcsoló kimenete pedig hatásláncban sorbakapcsolt 12 különbségképzőn és 14 áramgenerátoron keresztül van 16 kimenettel összekötve. A 8 jelkimenet a 11 és 12 különbségképző invertáló bemenetéivel van összekapcsolva. A 9 váltókapcsoló záró érintkezője és a 10 váltókapcsoló bontó érintkezője 19 földre csatlakozik. Végül a 3, 4, 5 és 6 programozó bemenetek közül kettőt egyetlen 17 rövidzár köt össze. Az 1. ábra szerinti kiviteli alak működése a következő. A 2 jelbemeneten érkező bemenő jelet az 1 programozó egység a 3, 4, 5 és 6 programozó bemenetek közül valamely kettőre kapcsolt 17 rövidzár által beállított átviteli tényező szerint viszi ót a 7 jelkimenetre. Ugyancsak a 17 rövidzár pozíciója határozza meg a 8 jelkimeneten megjelenő jel értékét, amely nem függ a 2 jelbemeneten levő jel nagyságától, azaz egy additív konstans beállítását teszi lehetővé. A 9 és 10 váltókapcsoló célszerűen azonos ütemben működik úgy, hogy állapotukat a 2 jelbemeneten levő jel nagysága határozza meg, például a 9 és 10 váltókapcsolóba beépített szintkomparátor segítségével. Tehát a 7 jelkimeneten levő jel nagyságától függően vagy a 9 vagy a 10 váltókapcsoló engedi át a 11 vagy 12 különbségképzö felé a 2 jelbemeneten lévő jellel arányos hasznos jelet. Megjegyezzük, hogy a 9 és 10 váltókapcsolónak az 1. ábrán ábrázolt állásában az ikeráramgenerátor a mérési tartomány alsó szakaszának megfelelő jelet dolgozza fel, s ezért a 21 előerősítőt is tartalmazó hatáslánc, és igy a 15 kimenet lesz aktív, míg a 16 kimenet pedig passzív marad, azaz a kimenő jeltartomány alsó szélsőértékét, célszerűen 0 vagy 4 mA-t állítja elő. Nagy hasznos jelnél a 9 és 10 váltókapcsolók az 1. ábrán feltüntetett helyzettel ellentétes pozícióba mennek át, és így a 16 kimenet lesz aktiv, és a 15 kimenet pedig passzív. Az additív konstans hozzáadását célszerűen a 11 és 12 különbségképzö vagy például az 1. ábrán ábrázolttól eltérő módon öszszegző áramkörök biztosítják. A 9 és 10 váltókapcsolóba célszerűen beépített szintkomparátor például a kereskedelmi forgalomban is kapható Schmitt-kör, a váltókapcsoló pedig célszerűen CMOS vagy tranzisztoros kapcsolókat megvalósító integrált áramkörökből építhető meg. Az 1 programozó egységnek a 2. ábrán 5 látható, példakénti kiviteli alakjában az 1 programozó egységnek a 2 jelbemenete egyrészt a 3 programozó bemenettel közvetlenül, másrészt pedig a 7 jelkimenettel RÍ ellenálláson keresztül van összekötve. Ezen kivül a 7 jelkimenet R2 ellenálláson keresztül a 4 programozó bemenettel, illetve R3 ellenálláson keresztül az 5 programozó bemenettel van összekapcsolva, mig 18 váltókapcsoló egyik bemenete 20 referenciafeszültségforrásra, másik bemenete pedig az 5 programozó bemenetre és a 19 földre csatlakozik. Végül a 18 váltókapcsoló vezérlő bemenete a 6 programozó bemenetre és kimenete pedig a 8 jelkimenetre van kötve. A gyakorlatban a 2 jelbemeneten megjelenő jelet a 15 és 16 kimenetekre a 0-5; 0-20 vagy 4-20 mA-es szabványos kimenő áramtartományra kell leképezni. így, amennyiben a 17 rövidzárat a 3 és 4 programozó bemenethez rendeljük hozzá, úgy a 0-20 mA-es, amennyiben a 4 és 5 programozó bemenetekhez kapcsoljuk, úgy a 0-5 mA-es és amenynyiben az 5 és 6 programozó bemeneteket zárjuk rövidre, úgy pedig a 4-20 mA-es kimenő áramtartományt állíthatjuk be. Az RÍ, R2 és R3 ellenállások arányának meghatározására tehát a 17 rövidzár helyzete szerint háromféle átviteli tényező definiálható, s ezekből, az R3 : RÍ = 2,75 : 1 és az R3 : : R2 = 8,25 : 1 arányszámok határozhatók meg. Az RI, R2 és R3 ellenállások abszolút értékét az alkalmazott áramköri elemeknek megfelelően a kohm-os, míg a 20 referenciafeszültség értékét pedig V-os nagyságrendben célszerű megválasztani. Az additiv konstans, azaz az aktív nullájú áramkimenet előállításéval kapcsolatban a következőket jegyezzük meg. A 2. ábra szerint a 18 váltókapcsoló nyugalmi helyzetben a 19 föld feszültségét viszi ki a 8 jelkimenetre, azaz az 1 programozóegység nem módosítja a 7 jelkimeneten megjelenő jelnek a 13 és 14 áramgenerátorra gyakorolt hatásét. Ez a helyzet a 17 rövidzárnak azon pozícióiban áll fenn, amikor a 6 programozó bemenet szabad, azaz amikor a 17 rövidzár a 3 és 4 vagy a 4 és 5 programozó bemenetet zárja rövidre. A 11 és 12 különbségképzö tehát csak abban az esetben képez aktív nullájú áramtartományt, ha a 17 rövidzár az 5 és 6 programozó bemenetekhez van hozzákötve. Ekkor a voltos nagyságrendbe eső 20 referenciafeszültségforrás feszültségét úgy kell megállapítani, hogy az 25%-a legyen a 7 jelkimeneten akkor megjelenő hasznos jelnek, ha az a 2 jelbemenet végkitérésének felel meg. A 21 erősítő célszerűen negatívan viszszacsatolt műveleti erősítő segítségével valósítható meg. A 11 vagy 12 különbségképzónek és a 13, illetve 14 áramgenerátornak a 3. ábrán példaként ábrázoltuk az összevont kiviteli alakját. A 3. ábrán a 11 vagy 12 különbségképző nem invertáló bemenetét E eró-5 10 15 20 25 30 ff5 40 45 50 55 60 65 4
