И-техшпескдябиблиотека

300957 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства-Заявлено 02,Ч 1.1969 ( пР 1336894/18-24) МПК Н 031 с 13/17Ст 01 г 13/02 с присоединением заявки-Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРПриоритет -Опубликовано 07.Ч,1971. Бюллетень13Дата опубликования описания 11.И.1971 УДК 681.325 (088.8) Л вторыизобретения К. К, Пречистенский и Э, Ф.-Л. Симхович Заявитель ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР лектроприборотметры, содержаезисторы котороорными переклюик напряжения с связанный заземнами с упомянурядные триггеры, ираюшего напрятриггером знака, ем полярности и Недостатком известных цифровых вольтметров является относительно большая погрешность, обусловленная остаточными параметрами насыщенных пранзисторов переключателей.Увеличение напряжения опорного источника позволяет уменьшить погрешность, обусловленную достаточными параметрами насыщенных транзисторов переключателей, Однако увеличение напряжения опорного источника ограничивается величиной допустимых запи- РЯЮШИХ НЭПРЯжЕНИй У зап доп, На ПЕЯРЕХОДЯХ транзистора в переключателе.Например, для лучших по остаточным параметрам отечественных транзисторов ПЗО т./зап. доп. Для Всех перехоДов Равно 12 в. Изобретение относится к строению.Известны цифровые воль щие диоиретный делитель, р го коммутируются транзист чателями; о)порный источи ттереключателем полярности, ленной и незаземленной ши тыми переключателями; раз связанные с источником зап жения; блок управления с управляюшим переключател сравнивающее устройство. Опорное напряжение не должно превькшатьс/о=5 - 5,5 в.Эта величина с/о ограничивает возможности уменьшения относительной погрешности, обусловленной остаточными параметрами транзисторов переключателей. Заметим, что применение в переключателях транзисторов с большими допускаемыми запираюшими напряжениями, например П 20, не позволяет С уменьшить относительные погрешности, таккак эти транзисторы имеют примерно в полтора раза большие остаточные напряжения и в три - пять раз большие остаточные сопротивления.Цель изобретения - уменьшение погрешности, обусловленной остаточными параметрами насыщенных транзисторов переключателей благодаря увеличению напряжения опорного источника. Эта цель достигается тем, что цифровой вольтметр снабжен коммутатором, уиравляемыхт триггером знака и изменяющим в зависимости от полярности напряжения опорного источника напряжение питания разрядных триггеров, используемое для запирания транзисторных переключателей; а переключатель полярности может быть установлен в третье положение при помощи блока управления на время переключения коммутатора и в котором на незаземленной шинестанавливается напряжение, близкое к нулю.5 1 О 15 20 25 Цифровой вольтметр (см, фиг. 1) содержит диокретный делитель 1, резисторы которого коммутируются транзисторными переключателями 2; опорный источник напряжения 3, содержащий операционный усилитель 4, переключатель полярности 5 на три положения и параметрический стабилизатор б; незаземленную 7 и заземленную 8 шины; разрядные тритгеры 9, дитаемые напряжениями - Е и У, иапользуемыми соответственно для огпирания и запирания транзисторов в переключателях; источник запирающего напряжения 10; коммутатор 11, блок управления 12, по,команде которого переключатель полярности переходит в положение +,- , О (в положение О он переходит на время переключения полярности опорного источника напряжения), а коммутатор устанавливает на шине Уэ нужной величины за 1 пирающее напряжение разрядных триггеров и сравнивающее усгройство И, на один вход которого подаются измеряемое напряженлле Ь а на другой - компенсирующее У дискретного делителя,Пример схемной реализации устройства, показанного на фиг, 1, приведен на фиг. 2, где 14 - триггер знака, 15 - триггер переключения полярности, 16 - полупроводниковые диоды, 17 - 19 - резисторы, 20 - 23 - транзисторы переключателя полярности, 24 - 25 - опорные диоды, 26 - схема совпадения, 27 - 28 - полупроводниковые диоды, 29 - транзистор, 30 - резистор, 31 - полупроводниковый диод, 32 - регулирующий транзистор источника запирающего напряжения, 33 - 34 - схемы совпадения, 35 - полупроводниковые диоды.Схема (см. фиг. 1 и 2) работает следующим образом,Если полярность напряжения У, на выходе дискретного делителя 1 соответствует полярности измеряемого напряжения С;, то сигналы на выходе сравнивающего устройства 13 и с выхода 1 триггера знака 14 совпадают, и на выходе схемы совпадения 33 имеется потенциал, запрещающий прохождение командного импульса 1 через схему совпадения 34. Триггер переключения полярности 15 в этом случае уровнем с выхода 1 препятствует прохождению командного импульса П через схему совпадения 26.Пусть полярность О, изменилась с положительной на отрицательную. После сброса разрядных триггеров 9 в исходное состояние (К=О) потенциал на выходе сравнивающего устройства 13 изменится, и на потенциальном входе схемы совпадения 34 появится разрешающий потенциал, а с приходохл командного импульса 1 триггер 15 взводится, отпирая через резисторы 17 транзисторы 20 и 22 и запирая через диоды 16 транзисторы 21, 23 переключателя полярности 5. Вследствие этого опорные диоды 24 и 25 оказываются отключенными от входа операционного усилителя 4, а вход усилителя .оказывается под потенциалом, близким к нулевому. С некоторой задержзо 35 40 45 Я 55 бО б 5 кой потенциал, близкий к нулю, установится и на незаземленной шине 7 источника напряжения 3.При этом запирающее напряжение, приложенное к переходам база - коллектор тра,нзисторов переключателей 2, связанных е незаземленной шиной 7, определяется потенциалом шины У, равным напряжению Уз источника запирающего папряжения 10. С выхода 1 триггера 15 на вход схемы совпадения 26 поступает разрешающий потенциал и,с приходом второго командного импульса П схема совпадения 26 перебрасывает триггер знака 14. Отрицательный потенциал с выхода О последнего запирает через диод 31 регулирующий транзистор 32 источника запирающего напряжения 10 и через резистор 30 отпирает транзистор 29 коммутатора 11, обеспечивая на шине У, запирающее напряжение, близкое к нулевому. На переходах база - коллектор транзисторовпереключателя 2 появляется запирающий потенциал, примерно равный 0,5 в (обусловленный остаточным напряжением на открытом транзисторе 29 коммутатора 11), В то же время выходные потенциалы с выходов О и 1 триггера 14 прикладываются к базам транзисторов 20 - 23 переключателя полярности 5 но не патрона. водят необходимых переключений, так как к базам транзисторов переключателя полярности приложены потенциалы с триггера 15. При опрокидывании триггера 14,от командного импульса П на его выходе 1 х появляется положительный импульс, который через диод 27 возвращает триггер 15 в исходное состояние, в котором диоды 35 и 16 запираются и уже не препятствуют выходным напряжениям с триггера 14 произвести неооходимые переключения в переключателе 5 для подачи положительного напряжения с диода 25 на вход операционного усилителя. Соответственно на незаземленной шине 7 через некоторое время появляется отрицательный потенциал - Уо При этом запирающее напряжение на переходах база в коллект транзисторов переключателей 2 равно - К + 0,5 в.Если теперь полярность У,. изменится с отрицательной на положительнуюпотенциалы с выходов сравнивающего устройства И и триггера 14 будут иметь разные знаки, и на тготенциальном входе схемы совпадения 34 появится разрешающий потенциал, и командный импульс У, опрокинет триггер 15,Как и прежде, потенциалы с выходов О и 1 триггера 15 отпирают транзисторы 20, 22 и запирают транзисторы 21, 23, обеспечивая нулевой потенциал на незаземленной шине 7 источника 3, Запирающее напряжение на переходах база - :коллектор транзисторов переключателей 2 теперь определяется потенциалом уровня 0,5 в на шине Уэ, Второй командный импульс П при этом при наличии разрешающего потенциала с выхода 1 опрокинутого триггера 15 на входе схемы совпадения 26 опрокидывает триггер 14. Положительныйпотенциал с выхода О триггера 14 теперь запирает диод Л и транзистор 29 коммутатора 11, обеспечивая появление на шине Е/, напряжения источника 10,Кроме того выходные потенциалы с выходов О и 1 триггера 14 приложены к базам транзисторов переключателя 5, но производят переключения лишь после того как триггер 15 возвратится в исходное состояние положительным импульсом через диод 28 с выхода О триггера 14. Отрицательный потенциал с диода 24 приложен к выходу операционного усилителя 4 и обеспечивает появление на не- заземленной шине 7 источника 3 через некоторое время положительного опорного уровня + Уо. Запирающее напряжение, приложенное к переходам база - коллектор транзисторов переключателя 2 теперь определяется разностью напряжений Уп - У о и практически составляет 0,5 - 1 в,Преимущество предлагаемой схемы заключается в том, что запирающее напряжение на переходах база в коллект транзисторов переключателей 2 при обеих полярностях У,. (благодаря коммутатору 11) и в режиме переключений полярности (благодаря положению О переключателя 5) не превышает величины напряжения У которое должно быть на 1 - 2 в больше Уо и не должно превышать допустимого запирающего напряжения Сз, т, е, вдоп.предложенном цифровом вольтметре1 о :. 1 з - (1 - 2) вдоп.Например, при С, =-12 в (например, у пои.транзисторов ПЗО) величина .опорного напряжения может составлятьК,=10 - 11 вИз сравнения значений Уо для известныхцифровых вольтметров и значений К, для предложенного вольтметра видно, что для одного и того же типа транзисторов (с одинаковым У; ) напряжение опорного источникапоп.ов предлагаемом вольтметре может быть, например, в лва раз оольше, а относительная погрешность, обусловленная остаточнымп напряжениями насыщенных транзисторов переключателей соответственно в два раза меньше.Предмет изобретенияЦифровой вольтметр, содержащий дискретный делитель, резисторы которого коммутируются гранзисторными,переключателями, опорный источник напряжения с переключателем полярности, разрядные триггеры с источником напряжения запирания, блок управления с триггером знака, управляющим переключателем полярности, сравнивающее устройство, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности, обусловленной остаточными параметрами насыщенных транзисторов переключателей, он содержит коммутатор, управляемый триггером значка блока управления, причем .общая клемма коммутатора соединена с шиной заппрания напряжения разрядных триггеров, две другие клеммы подключены соответственно к источнику напряжения запирания и к заземленной шине, а третья клемма переключателя полярности соелинена с заземленной шиной.Составитель В, Д, МахнановРедактор Л. А. Утехина Техред Л, Л, Евдонов Корректор Е, Н. Мироаказ 166/660 Изд,492 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ип. Харьк, фил. пред. Патент