Биполярный источник эталонного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении прецизионных электроизмерительных устройств. Известен источник биполярного опорного напряжения с температурной компенсацией, содержащий источник электрического тока, первый и второй блоки удвоения тока l . Известно устройство для получения двух постоянных по величине напряжений, содержащее дифференциальный усилитель напряжения с непрерьтно регулируемым элементом и опорным элементом j Однако данные устройства не обеспечивают высокую точность и симметричность выходного напряжения. Известен источник опорного напряжения с симметричным относительно общей шины выходом, содержащий два стабилитрона, два резистора и два .операционных усилителя. Симметричность выходного напряжения обеспечивается соответствующей регулировкой управляющего напряжения 3 . Недостатком известного устройства являются необходимость регулировки, использования высокоточного источника регулирующего напряжения и зависи мости рабочих точек стабилитронов от значения регулирующего напряжения. Известен источник опорного напряжения, содержащий дополнительный опе рационный усилитель .и двухполюсник с отрипательным выходным сопротивлением 41 . Наиболее близким к предлагаемому является биполярный источник эталон ного напряжения, содержащий два операционных усилителя, инвертирующие входы которых подключены через стаби литроны к своему выходу, через резис тор - к выходу другого операционного усилителя, а выходом - к выходным вьюодам sj. I - , Однако известный источник характе ризуется недостаточной симметричностью выходных напряжений, зависящих от напряжений стабилизации используемых стабилитронов. Цепь изобретения - повышение симметричности выходных напряжений в изменяющихся условиях эксплуатации и технологичности изготовления путем исключения элементов, регулирующих симь:етричность выходного напряжения. Поставленная цель достигается teM, Что в. биполярный источник эталонного напряжения, содержащий два операционньж усилителя, входы которых подключены через стабилитроны к своему выходу, через резистор - к выходу другого операционного усилителя, а выходы - к вькодным выводам, введены третий операционный усилитель и делитель напряжения, причем средняя точка делителя напряжения соединена с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - с неинвертирующими входами основных операционных усилителей, при этом делитель напряжения включен между выходами первого и второго операционных усилителей. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема биполярного источника эталонного напряжения. Источник содержит первый операционный усилитель 1, выход которого соединен с анодом стабилитрона 2 и ОД ним из вьгоодов резистора 3 и резистора 4 делителя напряжения второй вывод резистора 3 соединен с анодом стабилитрона 5 и инвертирующим вхог дом второго операционного усилителя 6. Выход операционного усилителя 6 соединен с одним вьшодом резистора 7 и резистора 8 делителя напряжения. Второй вывод резистора 7 соединен с катодом стабилитрона 2 и инвертирующим входом операционного усилителя 1. Вторые вьгооды резисторов 4 и 8 сое- , динены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 9, выход которого подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей 1 и 6. Выходные клеммы 10 и I1 соединены, с анодом стабилитрона 2 и катодом стабилитрона 5 соответственно. Биполярный источник эталонного напряжения работает следующим образом. I При подаче питающего напряжения на выходных клеммах 10 и П появляют.ся напряжения U и U, соответствующие напряжению стабилизация стабилитрона 2 (положительное напряжение на клемме 10) и напряжению стабилизации стабилитрона 5 (отрицательное напряжение на клемме 11). Напряжение между выходными клеммами 10 и 11 равно U| 2 средней точке делителя напряжения, напряжение относи3тельно земли равно Uj + U,, . Если , то эта разность также не равна нулю, следовательно, к входу третьего операционного усилителя 9 прилагается разность U +11, которая после усиления инвертирования знака появляется на выходе третьего операционного усилителя и подается на неинвертирующие входы операционных усилителей 1 и 6. В резуль тате напряжение на выходе операционного усилителя 1 и аноде стабилитрона 2 смещается на величину AU (.и 4-U2)/2, на такую же величину смещается напряжение на выходе операционного усилителя 6 (катоде стабилитрона 5). Происходит смещение напряжений на клеммах IО и И таким образом, что оно оказывается как бы симметричным относительно земли. Погрешность симметричности зависит от точности делителя и коэффициента усиления используемых операционных усилителей. При использовании однотипных операционных усилителей с номинальным коэффициентом усиления разбаланс выходного напряжения на клемме 10 относительно клеммы 1 сое тавля т л U / k . типовые значения К для современных операционных 844 усилителей, приходим к выводу, что разбаланс выходного напряжения данного источника эталонного напряжения полностью определяется погрешностью дели1 ::ля напряжения. . В случае необходимости получения выходных напряжений с заданным отношением достаточно использовать делитель с соответствующим коэффициентом деления. Таким образом, введение новых элементов - делителя напряжения и третьего операционного усилителя, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет получить симметричное выходное напряжение без подбора используемых стабилитронов и какой-либо регулировки, что повышает технологичность и обеспечивает симметричность выходного напряжения независимо от величины подключаемой к каждому плечу нагрузки, в результате повышается стабильность и надежность устройства. Предлагаемое устройство предназначено для использования в программно управляемом источнике электрических сигналов для метрологических испытаний измерительных каналов и их модулей.

БИПОЛЯРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭТАЛОННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два операционных усилителя, входы которьрс подключены через стабилитроны к своему выходу, а через резистор - к выходу другого операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения симметричности выходных напряжений в изменяющихся условиях эксплуатации и технологичности изготовления, в него введены третий операционный усилитель и делитель напряжения, причем средняя точка делителя напряжения соединена с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей (Л шиной, а выход - с неинвертирукнцими входами основных операционных усилнтелей, при этом делитель напряжения включен между выходами первого и второго операционных усилителей. о N О) сх 4