Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к; иэмери-. тельной технике и предназначено для использования при управлении работой электрогидравлических приводов, электромашинных усилителей и других подобных агрегатов, включающих в свой состав электромагнитные преобразующие узлы. Известен преобразователь напряжение - ток, содержащий первый каскад преобразования, выполненный н& усилителе, инвертирующий вход которого через один из масштабных резис торов подключен к источнику преобра зуемого напряженияj неинвертирующий вход через другой масштабный резистор - к шине нулевого потенциала, а выход через первый и второй резисторы обратной связи - соответ ственно к инв ертируювдему и Неин ертирующему входам, .второй каскад пре образовакия, выпалненнйй на усилителе, инвертирующий вход которого через масштабный резистор соединен с выходом первого каскада преобразования , неинвертирующий вход - с шиной нулевого потенциала, а выход через резистор обратной связи - с инвертирую1дим входом, нагрузку, вводные клем1мы которой подключены к средней точке второго резистора обратной связи первого каскада преобразования и к ВЫХОДУ второго каскада преобразования l , Недостаток известного устройства определяется ограни1енными выходными напряжениями усилителей постоянного тока, на которых вьтолнены оба каскада преобразования и, как следствие, незначительной кратностью изменения тока в нагрузке. Целью изобретения является расширение динамического диапазона выходного тока устройства. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе напряжение - ток, содержащем первый каскад преобразования, выполненный на усилителе, инвертирующий вход которого через один из масштабных pieзисторов подключен к источнику преобразуемого напряжения, неинвертирующий вход через другой масштабный резистор - к шине нулевого потенциала, а выход через первый и второй резисторы обратной связи соответственно к инвертирующему и неинвертирующёму входам, второй каскад преобразования, выполненный на усилителе, инвертирующий вход которого через масштабный резистор соединен с выходом первого каскада пре образования, неинвертирующий вход с шиной нулевого потенциала, а выход через резистор обратной связи -. с инвертирующим входом, нагрузку, между входом первого и выходом второго каскадов преобразования введены последовательно включенные развязывающий инвертор и дба дополнительных каскада преобразования, аналогичные основным, причем вводные, клеммы нагрузки подключены к .одноименным точкам контуров обратной связи первого основного и первого дополнительного каскадов преобразования. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного преобразователя напряжение ток с выделенными функциональными узлами устройства. Преобразователь содержит основной каскад 1 преобразования, выполненный на усилителе 2 с масштабными резисторами 3 и 4 и резисторами 5-7 обратной связи, основной каскад 8 преобразования, выполненный на усилителе 9 с масштабным резистором 10 и резистором 11 обратной связи, дополнительный каскад 12 преобразования, выполненный на усилителе 13 с масштабными резисторами 14 и 15 и резисторами 16 - 18 обратной связи, дополнительный каскад 19 преобразования, выпсяненнь1й на усилителе 20 с масштабнымрезистором 21 и резистором 22 обратной связи, развязывающий инвертор 23, выполненный на магнитополупроводниковом усилителе 24 с питающим генератором 25 синусоидального напряжения, масштабным резистором ; 26 и резистором 27 обратной связи. Каскады 1 и 12 преобразования, а также 8 и 19 являют-ся попарно идентичными. Позицией 28 на схеме обозначен, источник преобразуемого напряжения,, а позицией 29 - нагрузка преобразователя. Работа устройства происходит следующим образомi. При подаче На вход преобразователя напряжения Ug на выходе усилителя 2 каскада Преобразования 1 появляется напряжение - U), величина которогр определяется соотношением резисторов 3 и 5. Обратная связь по току, снимаемая с резистора 7 с помощью делителя на резисторах 4 и 6, увеличивает выходное сопротивление данно го каскада. При согласовайных по сопротивлениям резисторах 5 и 6, 3 и 4 усилитель 2 работает как источник тока, управляемый входным напряжением Ugy. Усилитель 9 каскада преобразования 8 при равенстве сопротивлений.резкстбров 10 и 11 инвертирует поступакяиий на его вход сигнал - Uj,; с единичным коэффициентом передачи, т.е. Формирует сигнал U. В связи с этим меяеду выходами усилителей 2 и 9 образуется суммарный сигнал .2-UK. , , , , :. . V Одновременно входное напряжение Ugx подводится к входу магнитополупроводникового усилителя 24

развязывшбцего инвертора 23. При равенс1гве сопротивлений резисторов 26 и 27 и витков W, W. обмоток уп|равлёиия и обратной связи на выходе усилителя 24 вырабатывается напряжение - Uj, инвертированное с единичным коэффициентом передачи по отнесению к напряжению U; . Напряжение - и с выхода усилител 24 поступает на вход усилителя 13 каек.ада преобразования 12. Поскольку каскад преобразования 12 имеет те же параметры, что и каскад преобразования 1, можно констатировать, что йа выходе усилителя 13 имеет местонапряжение У, противоположно по знаку, и равное по величине напряжению - Цц на выходе усилителя 2 причем работа данного каскада также Осуществля1ется в режиме источника тока. Напря.})сение U с выхода усилителя 13 подается на-вход усилителя 20 каскада преобразования 19, При равенст.ве сопротивлений резисторов и 22 усилитель 20 инвертирует поступаквдее на его вход напряжение с единичным коэффициентом, т.е. форjMHpyeTна выводе напряжение - Иц. И С9ЯЗИ с этим между выходами усилителей 20 к 13 образуется суммарный сигнал 2(j.,

Нагрузка 29 преобразователи вЛпючека между общими: точками резисто-ров обратной связи 6,7 и кас-. , кадов преобразования 1 я 12, поэтому результирукадий сигнал Ой, выдёляекый на. ней, соответствует f ;

UH -ги. - («2U,iJ -4U|ji . г Таким образом, дн пазоя)1эменения выходного тока (тока вах1рузкя)

0 (, в предложенном прёоб{ аэоаателе определяекшй величиной на11р5шеняя на нагрузке UH, по сравнению сизвестным устройством, раашрвется вдвое, причем указаян14й ток при колебаниях сопротивления нагрузки 29 данном случае остается также не- , изменным, так -как усилители 2 и 13 каскадов преобразования 1 и 12 работак ч jcaK источники тока. Дрй пЬдачё на вход устройства напряжевйяс от|1«цё|Т ёл:Ьйой

0 полярности, т. е. - и gx Ф}Ч1К«ионй рование преобразователя осуществляется аналогично и на нагрузке 29 выделяется сигнал Uц , близкий по величине к 40. Преимущества преоб5разователя: упроща ется изготовление преобразователей для различных . шкал выходных токов я напряжений, сокращается этап разработки дайиого , преобразователя.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК по авт. св. 746302, о тли чающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона выходного тока, между входом перво..го и выходом второго каскадов преобразования введены последовательно включенные развязывающий инвертор и два дополнительных каскада преобразования, аналогичные основным, причем вводные клеммы нагрузки подключены к одноименньял точкам контуров обратной связи первого оснойного и первого дополнительного каскадов преобразования. (Л ю со ю 4 Ю