Универсальная коммутационная плата

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована в измерительных, поверочных устройствах, используемых как вспомогательный пассивный элемент в схемах поверки и калибровки радиотехнических, электрических средств измерений. Универсальная коммутационная плата содержит контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - соединен со своим электронным ключом, при этом магазин сопротивлений снабжен, по меньшей мере, одной емкостью, подключенной параллельно резисторам, а плата снабжена источником автономного питания, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру тремя кнопочными средствами: кнопкой для запуска коммутации, кнопкой для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой выбора необходимого номинала сопротивления, а также средствами индикации, например светодиодами, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора, электронные ключи соединены между собой коммутирующей шиной с возможностью параллельного соединения между собой резисторов, общая шина соединена с коммутирующей шиной посредством четырех дополнительных электронных ключей, причем все четыре дополнительных электронных ключа последовательно соединены между собой, причем первый и второй дополнительные электронные ключи к подключены коммутирующей шине, а третий и четвертый дополнительные электронные ключи подключены к общей шине и через электронный ключ - к «земле», при этом первый и третий электронные ключи подключены к входному разъему магазина сопротивлений, второй и четвертый дополнительные ключи подключены к выходному разъему магазина сопротивлений, первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему для подключения вспомогательного средства измерения, например вольтметра, а второй и четвертый дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему для подключения второго вспомогательного средства измерения, например частотомера, причем оба вспомогательных средства измерения при их подключении к указанным разъемам платы одновременно подключены к общей шине. В результате достигается возможность расширения функциональных возможностей универсальной коммутационной платы за счет расширения возможных комбинаций подключения резисторов магазина сопротивлений с обеспечением непосредственного подключения к ней вспомогательных средства измерения.

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована в измерительных, поверочных устройствах, используемых как вспомогательный пассивный элемент в схемах поверки и калибровки радиотехнических, электрических средств измерений.

Известен магазин низкоомных сопротивлений, содержащий декады эталонных резисторов, соединенных последовательно, входные и выходные зажимы, переключатели декад эталонных резисторов, декады шунтирующих резисторов, соединенных подекадно последовательно, и переключатели декад шунтирующих резисторов, причем декады эталонных резисторов включены последовательно в неразрывную цепь, а декады эталонных резисторов с большими значениями сопротивления включены по краям цепи эталонных резисторов, при этом переключатели декад шунтирующих резисторов совмещены с переключателями смежных декад эталонных резисторов, а резисторы декад шунтирующих резисторов включены с возможностью шунтирования наименьших резисторов декад эталонных резисторов (см. авторское свидетельство SU 1054838, кл. H01C 10/46, 15.11.83).

Недостатком этого магазина сопротивлений является отсутствие возможности автоматического переключения режима работы и, как следствие, возможность ошибки при установке требуемых значений сопротивления.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является магазин сопротивлений, а по существу универсальная коммутационная плата, содержащая контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - соединен со своим электронным ключом, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора (см. патент на полезную модель RU 72782, кл. H01C 10/46, 27.04.2008).

Данная коммутационная плата позволяет автоматизировать процесс выбора требуемого сопротивления путем использования контроллера и электронных ключей. Однако для создания автоматизированной системы необходимо ее подключение к персональному компьютеру, что усложняет ее использование на практике.

Задачей полезной модели является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность расширения функциональных возможностей универсальной коммутационной платы за счет расширения возможных комбинаций подключения резисторов магазина сопротивлений с обеспечением непосредственного подключения к ней вспомогательных средства измерения, что позволяет выполнять одновременное, параллельное включение вспомогательных средств измерений (вольтметр, частотомер, измеритель нелинейных искажений и др.) к разъемам платы, осуществляя совмещение операций поверки в части измеряемых значений и таким образом, выполняя поверку наиболее трудоемких средств измерения (комплекты приборов ЕТ-70, ЕТ-90, П-321М), достигая при этом снижения трудозатрат при проведении указанных выше работ на ~35% и повышения производительности в ~1,3 раза.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что универсальная коммутационная плата содержит контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - соединен со своим электронным ключом, при этом магазин сопротивлений снабжен, по меньшей мере, одной емкостью, подключенной параллельно резисторам, а плата снабжена источником автономного питания, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру тремя кнопочными средствами: кнопкой для запуска коммутации, кнопкой для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой выбора необходимого номинала сопротивления, а также средствами индикации, например светодиодами, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора, электронные ключи соединены между собой коммутирующей шиной с возможностью параллельного соединения между собой резисторов, общая шина соединена с коммутирующей шиной посредством четырех дополнительных электронных ключей, причем все четыре дополнительных электронных ключа последовательно соединены между собой, причем первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине, а третий и четвертый дополнительные электронные ключи подключены к общей шине и через электронный ключ - к «земле», при этом первый и третий электронные ключи подключены к входному разъему магазина сопротивлений, второй и четвертый дополнительные ключи подключены к выходному разъему магазина сопротивлений, первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему для подключения вспомогательного средства измерения, например вольтметра, а второй и четвертый дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему для подключения второго вспомогательного средства измерения, например частотомера, причем оба вспомогательных средства измерения при их подключении к указанным разъемам платы одновременно подключены к общей шине.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема универсальной коммутационной платы.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема магазина сопротивлений универсальной коммутационной платы.

Универсальная коммутационная плата содержит контроллер 1 и соединенные между собой в магазин сопротивлений 2 резисторы 3, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной 4, а другим - со своим электронным ключом 5. Магазин сопротивлений 2 снабжен, по меньшей мере, одной емкостью 6, подключенной параллельно резисторам 3, а плата снабжена источником автономного питания 7, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру трем кнопочным средствам: кнопкой 8 для запуска коммутации, кнопкой 9 для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой 21 выбора необходимого номинала сопротивления,, а также средствами индикации 10, например светодиодами. Контроллер 1 индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей 5 каждого резистора 3. Электронные ключи 5 соединены между собой коммутирующей шиной 11 с возможностью параллельного соединения между собой резисторов 3.

Общая шина 4 соединена с коммутирующей шиной 11 посредством четырех дополнительных электронных ключей 12, 13, 14 и 15, причем все четыре дополнительных электронных ключа 12, 13, 14 и 15 последовательно соединены между собой, причем первый 12 и второй 13 дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине И, а третий 14 и четвертый 15 дополнительные электронные ключи подключены к общей шине 4 и через электронный ключ 20 - к «земле». Кроме того, первый 12 и третий 14 электронные ключи подключены к входному разъему 16 магазина сопротивлений 2, второй 13 и четвертый 15 дополнительные ключи подключены к выходному разъему 17 магазина сопротивлений 2, первый 12 и второй 13 дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему 18 для подключения вспомогательного средства измерения (не показано), например вольтметра, а второй 13 и четвертый 15 дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему 19 для подключения второго вспомогательного средства измерения (не показано), например частотомера, причем оба вспомогательных средства измерения при их подключении к указанным разъемам 18 и 19 платы одновременно подключены к общей шине 4.

При использовании универсальной коммутационной платы путем нажатия кнопочных средств 8, 9, 21 через контроллер 1 посредством электронных ключей 5 и дополнительных электронных ключей 12, 13, 14 и 15 устанавливают режим работы платы и требуемую величину конфигурации подключения резисторов 3 или емкости 6.

Пример 1.

В случае использования платы для измерения выходного сопротивления генератора (не показан) требуется перевести дополнительные электронные ключи 12, 13 и подключенный к «земле» электронный ключ 20 в закрытое положение, а дополнительные электронные ключи 14 и 15 оставить в открытом положении. Подключение в схему требуемого номинала сопротивления происходит при замыкании соответствующего электронного ключа 5, что позволяет провести измерение выходного сопротивления генератора на разных номиналах сопротивлений, при этом не требуется собирать-разбирать измерительную схему или переключать вольтметр между точками измерительной схемы.

Пример 2.

В случае использования платы для измерения входного сопротивления измерителя уровня требуется перевести дополнительные электронные ключи 12 и 15 в закрытое положение, а дополнительные электронные ключи 13 и 14, а также электронный ключ 20 оставить в открытом положении. Подключение в схему номинала сопротивления происходит при замыкании соответствующего электронного ключа, соединенного с соответствующим номиналом сопротивления (резисторов 3).

Таким образом, наличие в схеме указанных выше пяти электронных ключей позволяет конфигурировать необходимые для проведения измерений схемы.

Параметры схемы, т.е. тип и номинал сопротивления отображаются светодиодной индикацией 10. Вход и выход универсальной коммутационной платы снабжены платами - разветвителями (не показаны), которые оборудованы всеми необходимыми типами разъемов. Например, подключение вспомогательных средств индикации может быть осуществлено при помощи стандартных разъемов BNC. Программирование микроконтроллера 1 осуществляется через сервисный разъем, недоступный на корпусе устройства. Кнопки 8, 9 и 21 выполнены без фиксации, в качестве светодиодной индикации 10 использованы светодиоды синего и красного цветов, а в качестве электронных ключей использованы микросхемы электронных ключей ADG 1611, имеющих в своем составе 4 независимых электронных ключа, управляемых по отдельным каналам. Таким образом, используется 3×4=12 электронных ключей, управление которыми осуществляется при помощи 12 портов ввода - вывода контроллера 1 (микроконтроллер ADuC845). Электронные ключи ADG-1611 имеют сопротивление открытого канала не более 1 Ом в диапазоне частот до 3 МГц.

В качестве номиналов сопротивлений (резисторов 3) использованы SMD компоненты, при этом необходимые номиналы сопротивлений могут быть получены и при последовательном соединении двух резисторов (см. фиг. 1).

Поскольку универсальная коммутационная плата является вспомогательным пассивным элементом в поверительных схемах, данное устройство не требует периодической поверки.

Применение предложенного технического решения достигается возможность расширения функциональных возможностей универсальной коммутационной платы.

Универсальная коммутационная плата, содержащая контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - со своим электронным ключом, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора, отличающаяся тем, что магазин сопротивлений снабжен, по меньшей мере, одной емкостью, подключенной параллельно резисторам, а плата снабжена источником автономного питания, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру тремя кнопочными средствами: кнопкой для запуска коммутации, кнопкой для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой выбора необходимого номинала сопротивления, а также средствами индикации, например светодиодами, электронные ключи соединены между собой коммутирующей шиной с возможностью параллельного соединения между собой резисторов, общая шина соединена с коммутирующей шиной посредством четырех дополнительных электронных ключей, причем все четыре дополнительных электронных ключа последовательно соединены между собой, причем первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине, а третий и четвертый дополнительные электронные ключи подключены к общей шине и через электронный ключ - к "земле", при этом первый и третий электронные ключи подключены к входному разъему магазина сопротивлений, второй и четвертый дополнительные ключи подключены к выходному разъему магазина сопротивлений, первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему для подключения вспомогательного средства измерения, например вольтметра, а второй и четвертый дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему для подключения второго вспомогательного средства измерения, например частотомера, причем оба вспомогательных

средства измерения при их подключении к указанным разъемам платы одновременно подключены к общей шине.