Устройство для деления напряжений

Союз Советскик Социалистических Респубттик(бт) Дополнительное к авт. свид 22) Заявлено 1602.76 (21) 2 7608/18-2 7/1 ОВ 1 днратээнныЯ намнтэт6 аэвтВ Мнннатраэ ОССРВО ДФЛВИ ВЗаарЭТЭВВЙЭ ОТНРЫТВЯ(7) Заявите нский радиотехнический инстит(54) УСТРОИСТВ ЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕН шиной и шиной нууравновешенноголючен эталонныймежду первой ин управляемый ис етения является и ления и упрощение ройство, содержа-д 8езистивный мост,и шиной нулевовешенного резислинейный преобсопротивление ЗО та,ниявходвто 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и моделирующих устройствах, а также в контрольно-измерительной технике.Известно устройство для деления над ряжений, содержащее два делителя напряжений, включенных по мостовой схеме, имеющей две клепаны диагонали питания и две клеммы выходной диагонали, причем последние являются выходами устройства и к ним подключен компаратор, выходы которого являются входами логической схемы, а в два смежных плеча мостовой схемы включены цифровые управляемые сопротивления, ко входам которых подключены выходы упомянутой логической схемы, реле, контакты которого подключают к клеммам диагонали питания мостовой схемы выходы источника питания мостовой схемы 11 .Недостатксм этого устройства является ограниченный. диапаэон деления напряжений.Известно также устщее неуравновешенный рмежду. первой вершинойго потенциала неуравнотивного моста включенраэователь напряжение между второй вер левого потенциала не резис- тинного моста вк резистор, в диагональ второй вершинами включе точник питания (2).Однако для этого устройства характерна недостаточная точность деления иэ-за неодинаковой крутизны преобразователей напряжение - сопротивление.Кроме того, использование цифрового управляемого сопротивления, блока управления и дешифратора обуславливают сложность схемной реализации устройства деления, что не позволяет проектировать его в виде гибридной интегральной схемы.Целью иэобр овышение точности де устройстваЭто достигается тем, что в предложенное устройство введены управляемый генератор линейного напряжения, первый блок сравнения, один из входов которого подключен к эталонному резистору неуравновешенного резистивного мосвторой вход - к источнику напряжеделителя, а выход- к управляющемуу управляемого источника питания,рой блок сравнения, один иэ входовкоторого связан с третьей вершиной неуравновешенного реэистивного моста,второй вход - с источником делимогонапряжения, а выход соединен с управляющим входом управляемого генератора линейного напряжения, выход которого связан со входом линейного преобразователя напряжение- сопротивлениеи. выходного устройства.На чертеже приведена структурнаясхема предложенного устройства для де-ления напряжений.Устройство для деления напряженийсодержит неуравновешенный резистивныймост 1, линейный преобразователь 2напряжение- сопротивление, эталонный 15резистор 3, управляемый источник питания 4, первый блок 5 сравнения, второйблок 6 сравнения, управляемый генератор 7 линейного напряжения,Устройство для деления напряженийработает следующим образом.В исходном состоянии напряжение Охна выходе устройства, которое являетсяодновременно вьиодным сигналом управ. -ляемого генератора линейного напряжения 7, равно нулю. Соответственно, равны нулю напряжении на обоих входахустройства - делимое напряжение О напервом входе второго блока сравненияб, а также напряжение О делителя на ЗОпервом входе первого блока сравнения 5.Вследствие отсутствия сигнала на входе линейного преобразователя 2 напряжение- сопротивление выходное сопротивление кего, включенное в плечо неуравновешенного резистивного моста 1равно сопротивлению к т эталонногорезистора 3 и напряжение О в выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста 1 отсутствует, так как 40в этом случае последний оказываетсясбалансированным независимо от наличияили отсутствия напряжения в диагоналипитания, которое является выходнымнапряжением управляемого источника питаниямоста 4. На втором входе второгоблока сравнения б напряжение равно нулю, а на его выходе, аследовательно,и на входе управляемого генератора линейного напряжения 7. управляющий сигнал отсутствует. В этом случае на еговыходе, а следовательно, и на выходевсего устройства напряжение Оотсутствует сколь угодно долго.Если делимое напряжение не равнонулю, т.е. О ФО, на входе второго блокасравнения 6 появляется раэностный сигнал О- О Ф О, который является управляющим для генератора линейногонапряжения 7, и последний, например,интегрирует его в течение промежутка 60времени, пока не установится равенство напряжений на обоих входах второго блока сравнения 6, т.е. О = ОИнтегрирование раэностного сигналаО - О приводит к появлению и возраста1 нию напряжения О на входе линейного преобразователя 2 напряжение - сопротивление и соответственно к изменению сопротивления Я х плеча, которое определяется выражением 1 - "ОэтЬгде - постоянный коэффициент пе 9 тредачи линейного преобразователя 2 напряжение - сопротивление.В этом случае баланс неуравновешенного реэистивного моста 1 нарушается.Рассмотрим два случая, когда напряжение делителя О равно нулю и отлично от нуля.При О 9 0 напряжение на первом входе первого блока 5 сравнения, а также напряжение на втором входе последнего О ,т.е. напряжение на эталонном резисторе 3, отсутствуют, а на выходе первого блока 5 сравнения, и, следовательно, на входе управляемого источника питания моста 4 отсутствует разностный сигнал О Оэт Напряжение питания Однеуравновешенного резистивного моста 1 равно нулю, а следовательно, в выходной диагонали Од тоже равно нулю, т.е. при ОяО делимое напряжение является раэностным сигналом на выходе второго блока б сравнения, которое непрерывно интегрируется управляемым генератором 7 линейного напряжения. В случае идеального интегрирования на входе последнего, а следовательно, и на выходе всего устройства, напря- жениеОсочто математически означает11 т -Ь ОО - ф.ООПри О 0 на выходе первого блока 5 сравнения появляется раэностный сигнал О - О т,который управляет выходнымчнапряженйем управляемого источника питания моста 4. Интегрирование этого раэностного сигнала О - Оэ приводит к появлению напряжения в диагонали питания неуравновешенного реэистивного моста 1 1 О им ) причем напряжение на эталонном резисторе Оэт по мере интег- РированиЯ Разностного сигнала О - Оэ стремится к О, Изменение О и,. происходит до тех пор, пока О эт не станет равным Отт.е. пока не установится равенство.О ОВ соответствии с теорией неуравновешенных мостов напряжение в выходнойдиагонали О в этом случае определяется выражением9О д 0,9 О ОэтЭто выражение дает величину напряжения, которое непрерывно сравнивается с напряжением делимого О на втором блоке 6 сравнения.ИПИ,аж 82 одп иал ПППУжгород, у ент,Проектная,Как только О станет равным О ,т. е. выполняется равенствоО В,рост напряжения на выходе управляемо 5го генератора 7 линейного напряженияпрекращается и на выходе его, а следовательно, на выходе всего устройстваустанавливается следующее напряжение:т ат1 ОО =2ОчВведя обозначение2 Я атЬ115получим выражение входного напряжениявсего устройства.ООКОтсюда следует, что напряжение О 20на выходе устройства деления напряжений пропорционально частному от делениянапряжений 0 и 0, которые являютсясоответственно делимымделителем,Таким образом, использование новых 25элементов двух блоков сравнения, управляемого генератора линейного напряжения, а также возможность осуществления в устройстве деления только одноголинейного преобразователя напряжениесопротивление (вместо двух) позволяютзначительно повысить точность операции .деления, так как в этом случаене требуется подбора двух абсолютноидентичных линейных преобразователейнапряжение "сопротивление и, следовательно, методическая погрешностьвследствие различной крутизны этихпреобразователей исключена.Кроме того, исключение сложных (с 40точки зрения схемной реализации) цифрового управляемого сопротивления, блока управления, дешифратора, нуль-.органаи,одного из линейных преобразователей напряжение -сопротивление позволяетзначительно упростить устройство деления и проектировать его в виде гибридной интегральной схемы. Точностьдавления увеличивается на порядок. Формула изобретения Устройство для деления напряжений, содержащее неуравновешенный резистивный мост, между первой вершиной и шиной нулевого потенциала неуравновешенного резистивного моста включен линей" ный преобразователь напряжение-сопротивление, между второй вершиной и шиной нулевого потенциала неуравновешенного реэистивного моста включен эталонный резистор, в диагонал между первой и второй вершинами включен чправляемый источник питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности деления и упрощения устройства, в него введены управляемый генератор линейного напряжения, первый блок сравнения, один из входов которого подключен к эталонному резистору неуравновешенного реэистивного моста, второй вход - к источнику напряжения делителя,а выход - к управляющему входу управляемого источника питания, второй блок сравнения, один из .входов которогосвязан с третьей вершиной неуравнове-. шенного реэистивного моста, второй вход с источником делимого напряжения,а вы.ход соединен с .Управляющим входом управляемого генератора линейного напряжения, выходкоторого связан со входом линейного преобразователя напряжение- сопротивление и выходом устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Р 354422, кл. б 06 Ст 7/16, 1973.2, Авторское свидетельство СССР М 350011, кл. 606 б 7/16, 1972.