Устройство для контроля напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

С оциалистическик

Республик

<»i 789827

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) ЗаЯвлено 3 0873 (21) 1957064/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23,1280. Бюллетень ¹47 (51)М. Кл.з

G 01 R 19/165

Гоеударствеииый комитет

СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621 317 °. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 2 3.1280 (72) Авторы изобретения

Е. И. Куз ьмин и В. П. Кузи ецов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля напряжения источника напряжения, работающего в ключевом режиме и имеющего .изменяемые величину и направление тока нагрузки при предельно допустимых токах нагрузки °

Известны устройства, содержащие . компараторы верхнего и нижнего пороговых уровней, потенниометры, инвертор и элемент совпадения (lj, Недостаток известных устройств заключается в их ограниченных функцио нальных возможностях, так как они не 15 позволяют контролировать. выходное напряжение источника напряжения, работаюцего в ключевом режиме и имеющего изменяемые величину и направление то-. ка нагрузки. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля напряжения, содержащее компараторы верхнего и нижнего пороговых уровней, потенцио- 25 метры, триггер, инвертор и элемент совпадения (2).

Недостаток этого. устройства заключается в том, что оно также не позволяет контролировать выходное нап - 3О ряжение источника напряжения, .работающего в ключевом режиме и имеющего изменяемые 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 сов789827 падения поключены к шине тактовых импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит компаратор 1 нижнего порогового уровня, компаратор 2 верхнего порогового уровня, потенциометры 3 и 4, инвертор 5, элемент 6 совпадения, электронный ключ

7, содержащий резисторы 8, 9 и 10, диод 11, транзисторы 12 и 13, усили- © тель на транзисторе 14 и эммитерный повторитель на транзисторе 15, шину

16 тактовых импульсов и входные клеммы 17 и 18.

Устройство работает следующим образом. Выход источника контролируемо- 15 го напряжения (на черт. не показан) подключается к входной клемме 17 устройства.

Источник контролируемого напряжения, работающий в ключевом режиме, Щ находится в двух состояниях (открытом и закрытом). Если источник контролируемого напряжения закрыт, то на

его выходе уровень напряжения высокий, соответствующий сигналу логической 1, ток нагрузки имеет направление от источника контролируемого напряжения к нагрузке. Если источник контролируемого напряжения открыт, то на его выходе уровень напряжения.низкий, соответ- ЗО ствующий сигналу логического 0, ток нагрузки имеет обратное направление, т.е. от нагрузки к источнику контролируемого напряжения.

Состояние электронного ключа 7 оп- 35 ределяется уровнем напряжения, поступающего на входную. клемму 17, устройства. Если этот уровень высокий (выше порога срабатывания электронного ключа 7), то через коллекторный 4() переход транзистора 12, выполняющего функции переключателя тока, .и далее в базу транзистора 13 течет ток. В результате транзистор 13 находится в открытом состоянии. Через переход ба за-эмиттер эмиттерного повторителя 4 на транзйсторе 15 течет ток, обеспечивающий его работу в режиме насыщения. Диод 11 закрыт, а усилитель на транзисторе 14 выключен. Потенциометр

4 через коллекторно-эмиттерный пере- $O ход эмиттерного повторителя на транзисторе 15 подключен к входной клемме 17 устройства. Таким образом, при высоком уровне кожтролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения является потенциометр 4; а ток нагрузки имеет положительное направление.

Если уровень контролируемого напряжения низкий, то ток базы транэис- 40 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 этом65 выключены, а усилитель на транзисторе 14 открыт. Потенциометр 3 через коллекторно-эмиттерный переход усилителя на транзисторе 14 подключен к входной клепике 17 устройства. Следовательно, при низком уровне контролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения явряется.потенциометр 3, а ток нагрузки имеет отрицательное направление.

Потенциометры 3 и 4 выбраны таким образом, что обеспечивают предельно допустимые токи нагрузки источника контролируемого напряжения.

На входную клемму 18 устройства от источника тактовых импульсов (на черт. не показан) подаются тактовые импульсы. Тактовые импульсы должны следовать одновременно с перепадами контролируемого напряжения или немного опережать их. Длительность тактовых импульсов должна несколько превышать длительность переходных процессов, возникающих в устройстве при переходе контролируемого напряжения от уровня логического 0 к уровню логической 1 и наоборот °

Тактироваиие работы устройства позволяет избежать его ложных срабатываний,.обусловленных переходными процессами в источнике контролируемого напряжения.

Состояние компараторов 1 и 2 ниж- . него и верхнего пороговых уровней, а также элемента б совпадения определяется прежде всего уровнем напряже.ния на шине 16 тактовых импульсов.

Если этот уровень — логический 0, то на выходах компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней, а также на выходе элемента 6 совпадения — логическая 1 . Если уровень напряжения на шине 16 тактовых им- пульсов — логическая 1, то состояние компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего 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 — состокниями компараторов 1 и 2 нижнего, и верхнего пороговых уровней.

Для регулирования устройства к его входной клемме 17 подключают эталонный источник напряжения (на черт. не показан), который с высокой точностью формирует уровни эталонного, 0 и эталонной 1 .

Исходное напряженйе на одном,из входов .компаратора 1 нижнего -порого- вого уровня устанавливают при наличии на входной клемме 17 уровня эталонного 0 с помощью потенциометра 3, а исходное напряжение на соот: ветствующем входе компаратора 2 верх. него порогового уровня †. при наличии иа входной клемме 17 уровня эталонной 1 с помощью потенциометра 4.

789827

Формула изобретения

ВНИИПИ Эакаэ 9029/42 Тираж 1019 Подписное

ФиЛиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

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 1О

Б совпадения — логическая 1 (Исправно ); если контролируемое напряжение превышает уровень логического 0, но ниже порога срабатывания электронного ключа 7, то компаратор 1 нижнего порогового уровня остается в ис.ходном состоянии(на его выходе-логическая 1 ), компаратор 2 верхнего порогового уровня,.перебрасывается в противоположное состояние (на 2О его выходе логический 0 ), на выходе элемента б совпаления — также логический 0 (Неисправно ); если контролируемое напряжение превышает порог срабатывания электронного ключа 7, но ниже уровня логической 1, 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 нижнего и верхнего пороговых уровней, потенциометры, подвижные контакты которых соединены с первыми входами компараторов, инвертор и элемент совпадения, первый и второй входы которого соединены с выходами компараторов, первый — непосредственно, второй — через инвертор, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно 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 компараторов и третий вход элемента совпадения подключены к шине тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 423059, кл. G 01 R 19/16-, 1971.

2. Патент Великобритании

Р 1272144, кл. Н 3 Р, 1968.