11.4. Кодокеровані магазини провідності

Можливості покращання метрологічних параметрів класичних m–розрядних КМО обмежені, оскільки їх істотним недоліком є велика варіація початкового опору (адитивної складової похибки), максимальне значення якої дорівнює mr_к. Верхня межа відтворюваних опорів визначатиметься опором ізоляції ключів і для магазинів опору класу точності 0,1 не перевищуватиме 10⁷ Ом. Використання релейних комутаторів, окрім всього, призводить до появи початкової напруги, значення якої може змінюватися від 0 до mе_n, де е_n - ЕРС замкненого ключа. КМО з додатковими компенсувальними ОП через необхідність використання численних різнономінальних прецизійних масштабних резисторів та високовольтних і сильнострумових ключів є також доволі складним в реалізації.

Традиційно так склалося, що кодо-керованим магазинам провідності (КМП) приділялася значно менша увага дослідників, хоча для сучасного користувача вони є ідентичними КМО. Для компенсації опорів ключів в КМП доцільно пропускати через них додаткові струми з полярністю, протилежною до полярності розрядних струмів. Це може бути реалізовано на базі багатовихідного джерела струму з окремою опорною напругою [98]. Однак компенсація опорів ключів в такому КМП можлива тільки при одному значенні вхідної напруги магазину, а також не компенсуються залишкові напруги ключів. Компенсувати спади напруг на опорах ключів можна в КМП структура якого заведена на рис.11.4 [99, 100]. Вона складається із розрядної сітки резисторів R₁, ...R_m, опори яких зважені у певному коді, і компенсаційного джерела струму (КДС), яке складається із компенсаційних резисторів R_k, R_1k, …R_mk та інвертора напруги DA1. Очевидно, що для компенсації опорів замкнених ключів r_і, r₂, ... r_m, слід вибирати ваги резисторів R_1k, …, R_mk пропорційними до коду керування магазином, тобто необхідно виконати умову:

(11.8)

де R_j ,R_jk - масштабний та компенсаційний резистори j - розряду КМН.

Рис. 11.4. Структура КМП із компенсацією опорів замкнених ключів

Найбільшим недоліком такого КМП с істотне обмеження максимальних значень вхідної напруги U_i, яке визначається допустимими вхідними напругами ОП та неможливістю компенсації залишкових параметрів напруг ключів. Згадані недоліки усунені в КМП (рис.11.5) з додатковим шунтуванням вхідних клем 1, 2. Відтворювана КМП провідність G визначається рівнянням:

, (11.9)

, (11.10)

де a_j=0(1) – коефіцієнт значення якого дорівнює 0(1) для розімкненого (замкненого станів ключів комутатора S_m ); e_j, R_j, r_j – відповідно струм, залишкова ЕРС, масштабний опір та опір замкненого ключа j – тої паралельної ланки КМП; ; ; j=1,2,...,m.

Рис. 11.5. Структура КМП із компенсацією залишкових параметрів ключів

Вихідна напруга U_вих суматора DA1 та компенсаційний струм I_k

, (11.11)

, (11.12)

де - коефіцієнт передачі по j–му входу суматора; - провідність компенсаційного резистора.

Підставивши рівняння за умови виконання рівності

або (11.13)

остаточно отримаємо

(11.14)

Як показує аналіз формули (11.14), запропонована структура КМП є інваріантність відтворення значень провідності до ключів будь-якого принципу дії, а також принципова можливість побудови (високоомної) міри провідності.