Преобразователь напряжения в его абсолютное значение Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в него введены пятый и шестой резисторы,, при этом неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен через пятый и шестой резисторы соответственно к выходу первого дифференциального усилителя и шине нулевого потенциала.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2. отличающийся тем, что в него введены дополнительная входная

шина, третий дифференциальный усилитель, седьмой, восьмой, девятый и десятый резистор, при этом инвертирующий вход дифференциального усилителя подключен к своему выходу и дополнительной выходной шине через седьмой резистор и через восьмой резистор к аноду второго диода, а неинвертирующий вход - через девятый резистор к шине нулевого потенциала и через десятый резистор к аноду первого диода.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕ;НИЯ В ЕГО АБСОЛЮТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ, содержащий первый и второй дифференциальные усилители, три резистора, шины входного и выходных сигналов, первый диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, второй резистор подключен первым выводом к инвертирующему входу второго диффе:ренциального усилителя, а шина входных сигналов подключена к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены шина управляющих сигналов , второй диод и четвертый резистор, подключенный между анодом перт вого диода и инвертирующим входом .второго дифференциального усилителя, а анод второго диода подключен к выходу первого дифференциального усилителя и катоду первого диода, а катод второго диода подсоединен через третий резистор к выходам дифференциальных усилителей и второму выводу первого резистора, причем катод второго § диода и анод первого диода подключе(Л ны к выходным шинам, а неинвертирующий вход второго дифференциального с усилителя соединен с шиной управляющих сигнашов.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено при конструировании устройств, в которых требуется преобразование входных сигналов разной полярности в сиг нал одной полярности. Известны преобразователи напряжения в его абсолютное значение, содер жащие два дифференциальных усилителя резисторы и детектирующие элементы l Наиболее близким к предлагаемо1(у является преобразователь напряжения в его абсолютное значение, содержащий шины входного и выходных сигналов , первый и второй дифференциальные, .усилители, причем инвертирующий вход первогб усилителя через резис торы обратной связи соединен с входо и выходом преобразователя, инвертиру ющий и неинвертируняций входы второго дифференциального усилителя подключены к выходу первого дифференциального усилителя и к входам преобразователя соответственно, а выход через диод соединен с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя и через резистор с шиной нулевого потенциала . Недостаток известных устройств заключается в низкой точности. Цель изобретения - повьааение точности . Поставленная цель достигается тем что в преобразователь напряжения в его абсолютное значение, содержащий первый и второй дифференциальные уси лители, три резистора, шины входного и выходных сигналов, первый диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, второй i eзистор подключен первьм выводом к ийвертирукяцему входу второго дифференциального усилителя, а шина входных сигналов подключена к инвертирую щему входу .первого дифференциального усилителя, введены шина упргшляющих сигналов, второй диод и четверты резистор, подключенный между анодом первого диода и инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, анод второго диода подключен к выходу первого дифференциального усйлйтеля и катоду первого диода, а катод второго диода подсоединен через третий резистор к выходам дифференциальных .усилителей и второму выводу пер- вого резистора, причем катод второго диода и анод первого диода подключены к выходным шинам, а неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с шиной управляющих сигналов. В преобразователь также введены пятый и шестой резисторы, при этом неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя подключен через пятый и шестой резисторы соответственно к выходу первого дифференциального усилителя и шине нулевого потенциала. Кроме того, в преобразователь введены дополнительная выходная шина, третий дифференциальный усилитель, седьмой, восьмой, девятый и десятый резистор, при этом инвертирующий вход дифференциального усилителя подключен к своему выходу и дополнительной выходной шине через седьмой резистор и через восьмой резистор к аноду второго Диода, а неинвертирующий вход через девятый резистор к шине нулевого потенциала и через десятый резистор к аноду первого диода. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь напряжения в его абсолютное значение содержит шину 1 входных сигналов, подк.пюченную к неинвертируклцему входу первого дифференциального усилителя 2, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилите.71я 3. Выход первого дифференциального усилителя 2 подключен через последовательно параллельно соединенные второй диод 4, первый диод 5, второй резистор 6 и четвертый резистор 7 к неинвертирующему входу второго дифферециального усилителя 3, а катод второго диода 4 и анод первого диода 5 подключены соответственно через третий резистор 8 и первый резистор 9 к выходу второго дифференциального усилителя 3. Шина 10 нулевого потенциала, неинвертирующий вход . второго дифференциального усилителя 3 подключены к шине 11 управляющих сигналов. Катод второго диода 4 и анод первого диода 5 подключены соответственно к второй и первой выходным шинам 12 и 13, а выход первого дифференциального усилителя 2 подключен через пятый резистор и последовательно соединенные пятый и шестой резисторы 14 и 15 к неинвертирующему входу вто рого дифференциального усилителя 3 и к шине нулевого потенциала соответственно. Инвертирующий и неинвертирующий входы третьего дифференциального усилителя 16 подключены через восьмой и десятый резисторы 17 и 18 соответственно к второй и первой выходным шийам 12 и 13, а выход третьего дифференциального усилителя 16 подсоединен через седьмой резистор 19 к своему инвертирующему входу, неинвертирующий вход которого подключен к шине 10 нулевого потенциала через девятый резистор 20, причем дополнительная выходная шина 21 соединена с выходом третьего дифференциального усилителя 16.

Преобразователь работает следующим образом.

.Второй дифференциальный усилитель 3 охвачен отрицательной обратной связью через резисторы 6, 8 и 7, 9 и поэтому напряжение на его инвертирующем входе близко к потенциалу на неинвертирующем входе.

Первый дифференциальный усилитель 2 охвачен отрицательной обратной связью через второй диод 4 и резис - торы 6, 7 и 9 при отрицательных входных сигналах и через первый диод 5 и резисторы 7, 6 и 8 при положительных сигналах. Поэтому напряжение на неинвертирующем входе первого дифференциального усилителя 2 близко к преобразуемому напряжению иj на его инвертирующем входе.

Допустим шина 11 управляющих сигналов заземлена и сопротивления резисторов 6, 7, 8 и 9 равны. При положительном входном сигнале на выходе второго дифференциального усилителя 3 имеется положительное напряжение, приблизительно равное преобразуемому, и диод 5 пповолит. На первой входной шине 13 имеется отрицательное напряжение, приблизительно

равное по амплитуде половине преобразуемого напряжения. На ВТОРОЙ выходной шине 12 имеется положительное напряжение, по амплитуде равное приблизительно половине преобразуемого напряжения. При отрицательном входном сигнале на выходе второго дифференциального усилителя 3 создается отрицательное напряжение и диод 4 проводит. На второй выходной шине 12 создается опять положительное, а на первой выходной шине 13 - отрицательное напряжение, по амплитуде равное половине амплитуды преобразуемого напряжения.

При отрицательном входном сигнале на выходе второго дифференциального усилителя 3 создается отрицательное напряжение и дополнительный диод 4 . проводит. На второй выходной шине 12 создается опять положительное, а на первой выходной шине 13 - отрицательное напряжение, по амплитуде равное половине амплитуды преобразуемого напряжения.

С учетом сопротивлений резисторюв 6, 7, 8 и 9 можно написать:

UM 0 .,, DBX

еслии,,0, (1)

II f и

еслиЦв О. (2)

Если R R,

u,,l,

(3)

де Upx преобразуемое напряжение:

- напряжение на второй выходной шине 12: 6 7- д- 9 сопротивления резисторов 6,7. В и 9. RT еслиивж 0.

(4)

«7

и

, еслиив :0. (5)

Если Rt RT а q

u,,,.

(6)

где и .-напряжение на первой выходной шкне 13. Входное напряжение при этих уело-

ВИЯХ

2 t - вх/(7)

Точность преобразования в данном случае зависит от точности резисторов, от значений коэффициентов усилеJ 106421 ния дифференциальных усилителей 2 и 3, от характеристик применяемых диодов 4 и 5. В данной схеме существенно уменьщается адчитивная погрешность преобраэования, если выполняется условие5 48 . . - (8) 14 # K/j-K i где R., Н„ - сопротивления резисторов 15 и 14J К.. К| - коэффициенты усиления усилителей 2 и 3. В таком случае скомпенсируется нелинейное напряжение между входами первого дифференциального усилителя 15 2 и на резисторы 8, 6 и 9, 7 црилагается линейное напряжение сигнала. В конечном счете гцщйтивная пог- решиость8д преобразования определяется выражением20 3« U 4 (9 вх д сохранения описанной компенсатребуется стабильность соотноше резисторов 14 и 15 и стабильность коэффициента усиления усилителя К. Заметим, что резисторы с точностью и временной стабильностью порядка 0,01% достигнуты, а это означает, что требование (8) хорошо выполнимо. Третий дифференциальный усилитель используется для перевода симметричного выходного сигнала в несимметрнчный. Предлагаемая схема позволяет за счет компенсации аддитивной погрешности реализовать презиционный преобразователь для дополнительного диапазона порядка 100 дБ минималь-: но.