Повторитель напряжения Советский патент 1984 года по МПК H03F3/50 

Изобретение относится.к радиотехнике и может быть использовано в различных измерительных приборах

Известно устройство для повторения напряжения, содержащее первый и второй повторители напряжения, стабилизатор тока с симметричным выходом и источник питания ij

Однако данное устройство обладает высоким дрейфом напряжения и большим входным током.

Наиболее близким к предлагаемому является повторитель напряжения содержащий входной полевой транзистор с первым генератором тока в цепи истока и резистором утечки в цепи затвора, операционный усилитель с резистором и вторым генератором тока в цепи обратной связи, при этом исток полевого транзистора соединен с неинвертируицим входом операционного усилителя 2 ;

Однако известный повторитель обладает недостаточной точностью повторения напряжений.

Цель изобретения - повышение тоности повторения напряжения путем увеличения динамического диапазона, уменьшения входного тока и температурного дрейфа напряжения смещения.

Поставленная цель достигается тем/ что в повторитель напряжения, содержащий входной полевой транзистор с первым генератором тока в цепи истока и резистором утечки в цепи затвора, операционный усилитель с резистором и вторьлм генератором тока в цепи обратной связи, при этом исток полевого транзистора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, введены третий и четвертый генераторы тока, первый и второй эмиттерные повторители, первый и второй делители напряжения и две цепи, каждая из которых состоит из последователно соединенных стабилитрона и диода, при этом входы первого и второго эмиттерных повторителей соединены через третий и четвертый генераторы тока с соответствующими шинами источника питания и через цепи из последовательно соединенных стабилитрона и диода с выходом операционного усилителя, к которому подключен первый вывод второго делителя напряжения и соответствующий вывод первого делителя напряжения, к выходу первого эмиттерного повторителя подключены соответствующий вывод питания операционного усилителя, сток входного полевого транзистора и другой вывод первого делителя напряжения, к выходу второго эмиттерного повторителя подключены

второй вывод второго делителя напряжения, через эмиттерные резисторы эмиттеры транзисторов первого и второго генераторов тока и соответствукщий вывод питания операционного усилителя, затвор

входного транзистора через резистор утечки соединен со средней точкой первого делителя напряжения, а базы транзисторов первого и второ0 го генераторов тока объединены и подключены к средней точке второго делителя напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема пред5 лагаемого повторителя.

Повторитель напряжения содержит входной полевой транзистор 1 с первым генератором 2 тока в цепи истока и резистором 3 утечки в це0 пи затвора, операционный усилитель 4 с резистором 5 и вторым генератором 6 тока в цепи обратной связи, третий 7 и четвертый 8 генераторы тока, первый 9 и второй

5 10 эмиттерные повторители, первый 11 и второй 12 делители напряжения и две цепи 13, каждая из которых состоит из последовательно соединенных стабилитрона и диода. Повторитель напряжения работает следуквдим образом.

Входной сигнал поступает на затвор входного полевого транзистора 1 и далее на неинвертиру5 |кщий вход операционного усилителя 4, выход которого является выходом повторителя напряжения. С выхода операционного усилителя 4 сигнал подается на входы эмиттер0 ных повторителей 9 и 10 с подставкой напряжения, образуемой на цепях 13 из последовательно соединенных стабилитрона и диода третьим 7 и четвертым 8 генератором тое ка. С выходов эмиттерных повторителей 9 и 10 выходное напряжение операционного усилителя 4, сложенное с напряжением подставки, поступает в цепи питания операционного усилителя 4, входного полевого транзистора 1, первого 2 и второго б генераторов тока. В результате независимо от входного сигнала остаются неизменными их межэлектродные напряжения. Объединение баз транзи5 сторов первого 2 и второго 6 генераторов тока приводи к одновременному увеличению или уменьшению токов обоих генераторов тока, т.е. к уменьшению температурной и вре0 менной нестабильности работы всего повторителя напряжения. Ток через резистор 3 утечки с помощью первого делителя 11 напряжения задается равным и противоположным по направле5 нию току затвора входного полевого транзистора 1,вследствие чего происходит уменьшение величины входного тока повторителя напряжения. Величина тока третьего 7 и четвертого 8 генераторов тока выбирается такой, чтобы обеспечить нормальный режим работы стабилитронов и чтобы сумма токов, протекавших и оттекающих к выходу операционного усилителя 4 была равна нулю. При этом разгружается операционный усилитель 4, улучшает.ся его температурная стабильность и нагрузочная способность.

Таким образом, вследствие того, что межэлектродные напряжения операционного усилителя, вхсдногр полевого транзистора, транзисторов первого и второго генераторов тока остаются неизменными независимо от величины входного сигнала, увеличивается динамический диапазон повторителя напряжения, а следовательно, уменьшается сшибка повтот рения сигнала.

Кроме того, наличие положитель0ной обраткой связи с выхода onepat ционно1 о усилителя в цепи питания входного каскада приводит к уменьшению входной емкости и увеличению входного сопротивления, а следова5тельно, к уменьшению ошибки повторения сигнала.

ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной полевой транзистор с первьам генератором тока в цепи истока и резистором утечки в цепи затвора, операционный усилитель с резистором и вторым генератором тока в цепи обратной связи, при зггом исток полевого транзистора соединен с неинвертируквдим входом операционного усилителя, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности повторения напряжения путем увеличения динамического диапазона, -уменьшения входного тока и температурного дрейфа напряжения смещения, в него введены третий и четвертый генераторы тока, первый и второй эмиттерные повторители, первый и второй делители напряжения и две цепи, каждая из последовательно соединенных стабилитрона и диода, при этом входы первого и второго эмиттерных повторителей соединены через третий и четвертый генераторы тока с соответствующими шинс1ми истЛочника питания и через цепи из последовательно соединенных стабилитрона и диода с выходом операционного усилителя, к которому подключен первый вывод второго делителя напряжения и соответствуюций вывод первого делителя напряжения, к выходу первого змиттерного повторителя подключены соответствующий вывод питания операционного усилителя, входного полевого транзистора и другой вывод первого делителя (Л напряжения, к вькоду второго змиттерного повторителя подключены вторюй вывод второго делителя напряжения, через эмиттерные резисторы эмиттеры транзисторов первого и второго генераторов тока и соответствующий вывод питания операционного усилителя, затвор входного полевого транзистора через резис тор утечки соединен со средней точ00 ел кой первого делителя напряжения, а базы транзисторов первого и второго генераторов тока объединены и СХ) подключены к сфедвей точке второго X) делителя напряжения.