ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК Российский патент 1994 года по МПК G01R19/00 

Описание патента на изобретение RU2018135C1

Изобретение относится к радио- и электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для преобра- зования аналоговых сигналов.

Известны преобразователи напряжения в ток, содержащие два операционных усилителя, согласующие резисторы, эталонный резистор и заземленную нагрузку (1). В них для достижения большого выходного сопротивления должны быть выдержаны определенные соотношения между номиналами четырех согласующих резисторов.

Наиболее близок к предлагаемому устройству преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входной клеммой для подключения источника входного напряжения, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с его выходом и с первым выводом эталонного резистора, два отражателя тока, содержащие по два резистора, входы отражателей тока соединены соответственно с шинами питания операционного усилителя (2).

Известное устройство обеспечивает конечное выходное сопротивление, определяемое выходными сопротивлениями транзисторов-отражателей токов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет уменьшения влияния сопротивления нагрузки на выходной ток преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь напряжения в ток введены два стабилитрона, а каждый отражатель тока дополнительно содержит операционный усилитель и диод, причем инвертирующий вход усилителя и первый вывод первого резистора соединены со входом отражателя тока, выход операционного усилителя через диод соединен с объединенными вторыми выводами первого и второго резисторов, первый вывод второго резистора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и с выходом отражателя тока, выходы отражателей точка через стабилитроны соединены с выходной клеммой для подключения заземленной нагрузки, второй вывод эталонного резистора соединен с второй входной клеммой для подключения второго источника входного напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Преобразователь напряжения в ток содержит источники входного напряжения 1, 2, операционные усилителя 3-5, резисторы 6-9, диоды 10, 11, стабилитроны 12, 13, эталонный резистор 14 и заземленную нагрузку 15. В нем операционный усилитель 4, резисторы 6, 7 и диод 10 образуют первый отражатель тока, а операционный усилитель 5, резисторы 8, 9 и диод 11 - второй отражатель тока.

В устройстве инвертирующий вход операционного усилителя 3 соединен со своим выходом и через эталонный резистор 14 подключен к входной клемме для подключения источника входного напряжения 1, а неинвертирующий вход - к входной клемме для подключения источника входного напряжения 2. Первая шина питания операционного усилителя 3 подключена к входной шине первого отражателя тока, а вторая шина питания - к входной шине второго отражателя тока. Выходная шина первого отражателя тока через последовательно соединенные стабилитроны 12 и 13 подключена к выходной шине второго отражателя тока. Общая точка стабилитронов 12 и 13 подключена к незаземленному выводу нагрузки 15.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Входной ток Iох через эталонный резистор 14 номиналом Rэт при работе усилителя 3 в активной области будет определяться разностью напряжений U2 и U1 входных источников 2 и 1 равен
Iвх = (U2 - U1)/Rэт
Выходной ток Iвых усилителя 3, равный току Iвх, связан балансом потребляемых токов Iп1 и Iп2 через первый и второй шины питания усилителя 3 соотношением
Iвых + Iп1 + Iп2 = 0
Потребляемый ток Iп1 по первой шине питания усилителя 3 является входным для первого отражателя тока, а потребляемый ток Iп2 по второй шине питания усилителя 3 - входным для второго отражателя тока.

Коэффициенты передачи по входным и выходным токам первого и второго отражателей токов связаны соотношением
Iвых1/Iп1 = R1/R2, Iвых2/Iп2 = R3/R4, где R1-R4 - номиналы резисторов 6-9.

Выходной ток преобразователя Iн определяется балансом токов через стабилитроны 12, 13 и нагрузку 15
Iвых1 + Iвых2 + Iн = 0.

При напряжении входных источников, равных нулю, через нагрузку 15 будет протекать начальный ток, равный:
Iн0 = Iп1 (R1/R2 - R3/R4) Начальный ток Iн0 может быть скомпенсирован подбором сопротивлений резисторов 6-9.

При подаче напряжений входных источников выходной ток преобразователя будет определяться выражением
Iн = (U2 - U1)(R3/R4)/Rэт + Iн0
Таким образом, в устройстве осуществляется линейное преобразование входного напряжения в выходной ток.

Напряжение питания операционного усилителя 3 обеспечивается суммой падений напряжений на стабилитронах 12 и 13. Диоды 10 и 11 обеспечивают работу стабилитронов в области обратных вольтамперных характеристик.

Похожие патенты RU2018135C1

название год авторы номер документа
Формирователь биполярных импульсов эталонного тока 1990
  • Малов Владимир Семенович
SU1791959A1
Управляемый источник тока 1989
  • Малов Владимир Семенович
SU1697066A1
Управляемый источник тока 1989
  • Малов Владимир Семенович
SU1697065A1
СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ 1992
  • Балинский Руслан Николаевич[Ua]
RU2054679C1
НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ЭТАЛОННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1992
  • Киселев В.В.
RU2006063C1
Биполярный источник эталонного напряжения 1983
  • Демуришвили Зураб Николаевич
  • Орагвелидзе Малхаз Гивиевич
SU1164684A1
ФОРМИРОВАТЕЛЬ БИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ЭТАЛОННОГО ТОКА 1991
  • Малов В.С.
RU2065663C1
Коммутатор с переменой знака выходного напряжения 1990
  • Водеников Александр Васильевич
SU1746528A1
Генератор пилообразного напряжения 1990
  • Малов Владимир Семенович
SU1758854A1
Функциональный преобразователь 1980
  • Якимаха Александр Леонтьевич
  • Берзин Леонид Феликсович
SU955111A1

Реферат патента 1994 года ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК

Изобретение относится к радио - и электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов. Сущность изобретения: преобразователь напряжения в ток содержит первый 1 и второй 2 источники входного напряжения, первый 3, второй 4 и третий 5 операционные усилители, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 резисторы, первый 10 и второй 11 диоды, первый 12 и второй 13 стабилитроны, эталонный резистор 14 и заземленную нагрузку 15, причем первый 6 и второй 7 резисторы, первый диод 10 и второй операционный усилитель 4 образуют первый отражатель тока, а третий 8 и четвертый 9 резисторы, второй диод 11 и третий операционный усилитель 5 - второй отражатель тока, первый и второй источники входного напряжения 1 и 2, нагрузка 15 и источники питания устройства гальванически связаны через общую шину устройства. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 018 135 C1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входной клеммой для подключения источника входного напряжения, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с его выходом и с первым выводом эталонного резистора, два отражателя тока, содержащие по два резистора, входы отражателей тока соединены соответственно с шинами питания операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет уменьшения влияния сопротивления нагрузки на выходной ток преобразователя, введены два стабилитрона, а каждый отражатель тока дополнительно содержит операционный усилитель и диод, причем инвертирующий вход усилителя и первый вывод первого резистора соединены с входом отражателя тока, выход операционного усилителя через диод соединен с объединенными вторыми выводами первого и второго резисторов, первый вывод второго резистора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и с выходом отражателя тока, выходы отражателей тока через стабилитроны соединены с выходной клеммой для подключения заземленной нагрузки, второй вывод эталонного резистора соединен с второй входной клеммой для подключения второго источника входного напряжения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2018135C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Гутников В.С
Интегральная электроника в измерительных устройствах
Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.73, рис.29а.

RU 2 018 135 C1

Авторы

Малов В.С.

Даты

1994-08-15Публикация

1990-04-09Подача