Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 G06G7/164 

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов и может быть использовано в ангшоговой вычислительной технике, в частности в аналоговых перемножителях сигналов. Известны преобразователи напряжение-ток, содержащие два транзистора с эмиттерными резисторалш, подключенные базами к входным выводам, а коллекторэми - к выходным выводам устройства l и 2 . Недостатком преобразователей является низкая точность преобразования напряжение-ток. Наиболее близким к изобретению по Технической сущности является преоб- 15 разователь напряжение-ток, содержащий транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к неинвертирующему входу опера-20 ционного усилителя и через резистор к первому входному выводу, а база к выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу sj . 25 : Недостатком известного устройству является низкая точность преобразования напряжение-ток. Цель изобретения - повышение точности преобразования напряжение-ток. Q Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение-ток, содержащий первый транзистор с резисдтрром в цепи эмиттера, коллектор кЪторого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор - к первому входному выводу, а база - к выходу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого 40 подключен к второму входному выводу, введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер - к неинвертирующе- 45 му входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а базойк выходу второго операционного усилителя (. неинвертирующий вход KOTOporogQ подключен к первому входному выводу. На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь напряжение-ток содержит первый транзистор 1 с резистором 2 в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу .3, первый операционный 60 усилитель 4, первый 5 и второй 6 вход ные выводы, второй транзистор 7 с резистором 8 в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второго выходному выводу 9, второй операционный 5 ус и ус в лед но зи тел си гд и I и R, и, { (3) (2) цеп пря Т.сж вен I k где ура ИБЭ . ств вхо литель 10, а также резисторы 11 2 во входных цепях операционных лителей 4 и 10. Устройство состоит из двух половин, снове кажддй из которых лежит посовательное соединение операционо усилителя и базовой цепи трантора, охваченных глубокой отрицаьной оЬратной связью. Работа схемы поясняется следующей темой уравнений: и, + 1R -и к (и, Ug) К - дифференциальный коэффициент усиления операционного усилителя; . и U,j - упра1вляющие напряжения, воздействующие соответственно на неинвертирующий и инвертирующий входы операционного усилителя; Е - напряжение питания; 1р - токи в цепях источников соответственно управляющего напряжения н напряжения питания;I, и - Э1«1ттерные токи, напряжения и сопротивления; напряжение на переходе базаэмиттер транзистора; вых выходное напряжение операционного усилителя. Вычитая уравнение (4) из уравнения и подставляя в уравнения (1) и , получим выражения для токов в ях управляющего напряжения и наения питания: - U - -УЬ--) . R . к оп -|;(Б + U -|&-); (6) в цепи коллектора транзистора ра о(. 5У2 - ( - tl,)-i-5 (7) R- R К Rз R Ж «. - коэффициент п гредачи эмит терного тока транзистора. оставив в последнее выражение внения (5) и (6), учитывая, что |( « и , получим li;-i- «8sг- оскольку левая половина устройа управляется по неинвертирующему о ду первого операционного усилителя 4 напряжением U , поступающим с входа 5 преобразователя напряжение-ток, а на инвертирующий вход этого усилителя подается нулевой потенциал с вто рого входного вывода 6 через резистор 12 и напряжение питания Е через резистор 2, то выражение (9) для этой части схемы примет вид: т rf 4- п fq R RjR, вхЬ 19) -ток на первом выходе 3 прегде 1 ot. образователя; -коэффициент передачи эмиттерного тока первого транзистора 1; Н - сопротивление резистора 12 Rj - сопротивление резистора 2; Аналогичным образом получается выражение и для правой половины cxeNu: I. V2 -i:--if-) (10) где 1 ® втором выходе 9 преобразователя;Otg - коэффициент передачи эмиттерного тока второго транзистора It R - сопротивление Е езистора 1-1 R4 - сопротивление резистора 8. Дифференциальный выходной ток предлагаемого преобразователя напряжение-ток-v.-,(|/iji4.)4l/lf)- Предположим, что ot, otg В этом случае .(i4. «. Обеспечение равенства сопротивлений R и R4 резисторов 2 и 8 исключает , лияние напряжения питания Е на выходАой сигнал преобразователя 5г.51 i)u Д1 ot ( при (13) R Кроме того, для нормальной работы устройства необходимо также обеспечить равенство коэффициентов преобразования обеих его половин, что будет при R/ (14) . Таким образом, применение операционных усилителей с большим коэффициентом усиления в каждом плече преобразователя напряжение-т о; позволяет снизить до минимума погрешность преобразования, вызванную нелинейностью и разбросом парамеров, входящих элементов.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК, содержащий первый транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор - к первому входному выводу, а база - к выходу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а база - § к выходу второго операционного уси- (/) лителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому входному выводу. И f