Устройство для контроля напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Сфаетскик Социалистическик Республик(51)М. Кл.з 6 01 В 19/165 Гоеударствеииый комитет СССР ло делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 2 3.1280(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ. Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для контроля напряженияисточника напряжения, работающего включевом режиме и имеющего .изменяемые величину и направление тока нагрузки при предельно допустимых токахнагрузкиИзвестны устройства, содержащие,компараторы верхнего и нижнего пороговых уровней, потен, инвертор и элемент совпадения (1),Недостаток известных устройств заключается в их ограниченных функциональных возможностях, так как они не 15позволяют контролировать. выходное напряжение источника напряжения, работаюцего в ключевом режиме и имеющегоизменяемые величину и направление то-.кй нагрузки, 20Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для контроля напряжения,содержащее компараторы верхнего инижнего пороговых уровней, потенциометры, триггер, инвертор и элементсовпадения 2.Недостаток этого устройства заключается в том, что оно также не позволяет контролировать выходное нап ряжение источника напряжения, .работающего включевом режиме и имеющегоизменяемые величину и направление то-.ка нагрузки, при предельно допустимых токах нагрузки, то есть функциональные возможности этого устройства также ограничены.Цель изобретения - расширение Функ-,циональных воэможностей,Эта цель достигается тем, что известное устройство, содержацее компараторы нижнего и верхнего пороговых уровней, потенциометры, подвижные контакты которых соединены с пер-. выми входами компараторов, инвертор и элемент совпадения, первый и второй входы которого соединены с выходами компараторов, первый - непосредственно, второй - через инвертор, и снабжено электронным ключом, выполненным по схеме сложного инвертора с последовательно включенными на его выходе усилителем и эмиттерным повторителем, нагрузками которых служат потенциометры, при этом вход и выход электронного ключа соединены вместе и подключены к входным клеммам устройства, а вторые входы ком- . параторов и третий вход элемента совпадения поключены к шине тактовых импульсов.На чертеже приведена Функциональная схема устройства.Устройство содержит компаратор 1нижнего порогового уровня, компаратор 2 верхнего порогового уровня, потенциометры 3 и 4, инвертор 5, элемент 6 совпадения, электронный ключ7, содержащий резисторы 8, 9 и 10,диод 11, транзисторы 12 и 13, усили-тель на транзисторе 14 и эммитерныйповторитель на транзисторе 15, шину16 тактовых импульсов и входные клеммы 17 и 18.Устройство работает следующим образом, Выход источника контролируемого напряжения (на черт. не показан)подключается к входной клемме 17 устройства.Источник контролируемого напряжения, работающий в ключевом режиме, Щнаходится в двух состояниях (открытом и закрытом). Если источник контролируемого напряжения закрыт, то наего выходе уровень напряжения высокий, соответствующий сигналу логической 1, ток нагрузки имеет направление от источника контролируемого напряжения к нагрузке. Еслиисточник контролируемого напряжения открыт, то на его выходеуровень напряжения.низкий, сцответ" 30ствующий сигналу логического О,ток нагрузки имеет обратное направление, т.е. от нагрузки к источникуконтролируемого напряжения,Состояние электронного ключа 7 определяется уровнем напряжения, поступающего на входную. клемму 17, устройства. Если этот уровень высокий(выше порога срабатывания электронного ключа 7), то через коллекторный 40переход транзистора 12, выполняющегоФункции переключателя тока, .и далеев базу транзистора 13 течет ток. В результате транзистор 13 находится воткрытом состоянии. Через переход ба за-эмиттер эмиттерного повторителя 4на транзйсторе 15 течет ток, обеспечивающий его работу в режиме насыще"ния, Диод 11 закрыт, а усилитель натранзисторе 14 выключен. Потенциометр4 через коллекторно-эмиттерный переход эмиттерного повторителя на транзисторе 15 подключен к входной клемме 17 устройства.Таким образом, при высоком уровне койтролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения является потенциометр 4; а ток нагрузки имеет положительное направление.Если уровень контролируемого напряжения низкий, то ток базы транэис- М тора 12 течет через его эмиттер и далее к входной клемме 17 устройства, т.е. к источнику контролируемого напряжения. Транзистор 13 и эмиттерный повторитель на транзисторе 15 при этом 65 выключены, а усилитель на транзисторе 14 открыт. Потенциометр 3 черезколлекторно-эмиттерный переход усилителя на транзисторе 14 подключен квходной клейкие 17 устройства. Следовательно, при низком уровне контролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения явряется.потенциометр 3, а ток нагрузкиимеет отрицательное направление,Потенциометры 3 и 4 выбраны такимобразом, что обеспечивают предельнодопустимые токи нагрузки источникаконтролируемого напряжения.На входную клемму 18 устройстваот источника тактовых импульсов (начерт, не показан) подаются тактовыеимпульсы. Тактовые импульсы должныследовать одновременно с перепадами контролируемого напряжения илинемного опережать их. Длительностьтактовых импульсов должна несколькопревышать длительность переходныхпроцессов, возникающих в устройствепри переходе контролируемого напряжения от уровня логического О куровню логической 1 и наоборотТактироваиие работы устройства позволяет избежать его ложных срабатыванийобусловленных переходными процессами в источнике контролируемогонапряжения.Состояние компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней, атакже элемента б совпадения определяется прежде всего уровнем напряжения на шине 16 тактовых импульсов,Если этот уровень - логический фО,то на выходах компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней,а также на выходе элемента 6 совпадения - логическая 1. Если уровеньнапряжения на шине 16 тактовых им-пульсов - логическая ф 1, то состояние компараторов 1 и 2 нижнего иверхнего пороговых уровней определяется уровнями напряжения на их входах, соединенных соответственно с потенциометрами. 3 и 4, а уровень напряжения на выходе элемента б совпадения, т.е, на выходе устройства - состояниями компараторов 1 и 2 нижнего,и верхнего пороговых уровней.Для регулирования устройства к еговходной клемме 17 подключают эталонный источник напряжения (на черт. непоказан), который с высокой точнос- .тью Формирует уровни эталонного,Оф и эталонной 1,Исходное напряженйе на одном. извходов .компаратора 1 нижнего .порого-вого уровня устанавливают при наличии на входной клемме 17 уровня эталонного фОфф с помощью потенциометра 3, а исходное напряжение на соответствующем входе компаратора 2 верхнего порогового уровня в . при наличиииа входной клемме 17 уровня эталонной 11 ф с помощью потенциометра 4.789827 Формула изобретения КИПИ Эакаэ 9029/42 Тираж 1019 Подписно лиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная При подключении к входной клемме 17 устройства источника контролируемого напряжения возможны следующие четыре, варианта работы устройства:если контролируемое напряжение соответствует уровню логического 0, то компараторы 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней перебрасывают. ся в противоположное состояние,а на их выходах устанавливается уровень логического 0. На выходе элемента 1 О Б совпадения - логическая 1 (Исправно);если контролируемое напряжение превышает уровень логического 0, но ниже порога срабатывания электронного ключа 7, то компаратор 1 нижне го порогового уровня остается в исходном состоянии(на его выходе-логическая 1), компаратор 2 верхнего порогового уровня,.перебрасывается в противоположное состояние (на 20 его выходе логический 0), на выходе элемента б совпаления - также логический 01 (Неисправно);если контролируемое напряжение превышает порог срабатывания электронного ключа 7, но ниже уровня логической1, то как и в предыдуцем случае, компаратор 1 нижнего порогового уровня остается в исходном состоянии, компаратор 2 верхнего порогового уровня срабатывает, на выходе элемента б совпадения логический 0(Неисправно);если контролируемое напряжение соответствует уровню логической 1 или превышает его, то компараторы 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней остаются в исходном состоянии (в состоянии, установленном предыдущим тактовым импульсом) на их выходах - логические 1, на первом и третьем 40 входах элемента б совпадения - логические 1, на втором, который связан с выходом инвертора 5 - логический 0, а на выходе элемента 6 совпадения - логическая 1 (Исправно).Устройство позволяет производить двухуровневый контроль источника напряжения, например, ТТЛ интегральной схемы, работаюцего в ключевом режиме и имеюцего изменяемые величину и направление тока нагрузки при предельно допустимых для этого источника напряжения токах нагрузки. Устройство для контроля напряжения, содержацее компараторы нижнегои верхнего пороговых уровней, потенциометры, подвижные контакты которыхсоединены с первыми входами компараторов, инвертор и элемент совпадения,первый и второй входы которого соединены с выходами компараторов, первый - непосредственно, второй - черезинвертор, о т л и ч а ю ц е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабженоэлектронным ключом, выполненным посхеме сложного инвертора с последовательно включенными на его выходе усилителем и эмиттерным повторителем,нагрузками которых служат потенциометры, при этом вход и выход электронного ключа соединены вместе и подключены к входным клеммам устройства,авторые входы компараторов и третийвход элемента совпадения подключенык шине тактовых импульсов,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 423059, кл. С 01 В 19/16., 1971.2, Патент ВеликобританииР 1272144, кл. Н 3 Р, 1968.