Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразователя. ... ;На чертеже представлена блоксхф1а преобразователя. |1реобразователь напряжение-ток сод {|жит первый каскад 1 преобразова ния, состоящий из первого усилителя 2, инвертирующий вход которого через первый резистор 3 подключен к первой входной клемме преобразователя, инвертирующий вход через второй резис тор 4 подключен к первой общей шине и к второй входной клемме преобразователя, а выход через третий резистор 5 соединен с инвертирующим входом усилителя, а через последователь но соединенные четвертый и пятьй резисторы 6 и 7 с неинвертирующим входом усилителя, второй каскад 8 преоб разования, состоящий нз второго усилителя 9, инвертирующий вход которого через шестой резистор 10 соединен с выходом усилителя 2, а через седьмой резистор 11 с выходом усилителя, неинвертирующий вход усилителя 9 подклю чен к первой общей шине, третий каскад 12 преобразования, состоящий из третьего усилителя 3, инвертирующий зход которого через восьмой резистор 14 подключен к входу каскада, а через девятьш резистор 15 - к выходу усилителя и выходу каскада, неинвертирующий вход усилителя 13 подключен к вто эому входу каскада и к второй общей щин преобразователя, четвертый каскад 16 преобразования,, состоящий из четвертого усилителя,инвертирующий вход которого через десятьш резистор 18 подключен к входу каскада и к выходу усилителя 13, а через одиннадцатьй р зистор 19 к выходу усилителя и выходу каскада, неинвертирующий вход усилителя 17 подключен к второму входу каскада и к второй общей шине преобразователя, развязывающий масщтабньй инвертор 20, состоящий из магнитнополупроводникового усилителя 21, первьй вывод обмотки управления которого через двенадцатьй резистор 22 подключен к первому входу инвертора, к выходам усилителей 9 и 17 и к второй выходной клемме преобразователя, второй вывод обмотки управления усилителя 21 соединен с вторым входом инвертора и с первой общей шиной преобразователя, первьиЧ вывод oб soтки обратной связи усилителя 21 через тринадцатьй резистор 23 подключен к выходу усилителя , выходу инвертора и к входу каскада 12, второй вывод обмотки обратной связи усилителя 21 подключен к третьему входу инвертора и к второй общей шине преобразователя, вывод питания усилителя 21,подключен к выходу генератора 24 синусоидального напряжения, первьй и второй выводы питания усилителей 2, и 9 подключены соответственно к первому 25 и второму 26 источникам питания, первьй и второй выводы питания усилителей 13 и 17 и генератора 24 подключены соответственно к третьему 27 и четвертому 28 источникам питания,- соединение резисторов 6 и 7 подключено к первой выходной клемме, а выход усилителя 13 подключен к третьей выходной клемме преобразователя. Нагрузка29 подключена между первой и третьей выходными клеммами, источник 30 входного напряжения между входными клеммами преобразователя. . Преобразователь работает следующим образом. При подаче на вход преобразователя входного сигнала Ugx на выходе усилителя 2 первого каскада 1 преобразования появляется напряжение -U, , величина которого определяется соотношением резисторов 3 и 5. Обратная связь по току, образуемая резисторами 6, 7 и 4, увеличивает выходное сопротивление каскада 1. При согласованных по сопротивлению резисторах 5 и 6, 3 и 4 усилитель 2 работает как источник тока, управлемьй входным напряжением V . Усилитель 9 второго каскада 2 преобразования при рдвенстве сопротивлений.резисторов 10 и 11 инвертирует поступающий на его вход сигнал -U ( с единичным коэффициентом передали, т.е. формирует сигнал Uf. Одновременно сигнал U поступает на вход магнитно-полупроводникового усилителя 21 развязывающего масштабного инвертора 20, питание которого осуществляется от генератора 24. При равенстве сопротивлений резисторов 22 и 23 и витков VJ,. обмотки управления и Wg обмотки обратной связи усилителя 21 на его выходе вырабатывается сигнал -U(, гальванически

31

развязанный от первой общей шшы преобразователя.

Напряжение -U, с выхода усилителя 21 поступает на вход усилителя 13 каскада 12 преобразования. Каскад 12 имеет те же параметры, что и каскад 8, поэтому на выходе усилителя 13 будет напряжение U,. На выходе усилителя 17 каскада 16, идентичного каскаду 12, будет напряжение -U(. Между выходами усилителей 13 и 17 образуется суммарный сигнал 2U, .

Нагрузка 29 преобразователя включена между соединением резисторов 6 и 7 каскада 1. и выходом усилителя 13 каскада 12. Поэтому результирующий

27

сигн.ал U,| выделясмьп1 на ней, соотси

вптствует

и, -2U, - (tZU,)

AU,

Таким образом, диапазон изменения вькодного тока 1 в. данном преобразователе, определяемый величиной напряжения на нагрузке U4, расширяется

вдвое.

При подаче на вход преобразователя напряжения отрицательной полярности, т.е. -UBJ, его функционирование осуществляется аналогично описанному, но на нагрузке 29 выделяется сигнал и,, близкий по величине к 4Ui .

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕКОД по авт. св. № 746302, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, в него введены развязывающий масштабный инвертор, третий и четвертьй каскадь преобразования, генератор синусоидального напряжения, третий и четвертьй источники питания, вторая общая шина и третья выходная клемма, причем третий и четвертый . каскады преобразования идентичны второму каскаду преобразования, третий и четвертый источники питания идентичны соответственно первому и второму источникам питания и подключены к соответствующим выводам питания третьего и четвертого каскадов и генератора синусоидального напряжения, выход генератора синусоидального напряжения соединен с выводом питания развязывающего масштабного инвертора, первый вход которого под-, ключен к второй выходной клемме, второй вход - к первой общей шине, третий вход - к второй общей шине, с б а выход - к первому входу третьего каскада преобразования, первьй (Л вход четвертого каскада преобразования соединен с выходом третьего каскада преобразования и третьей выходной клеммой, второй вход - с вторым входом третьего каскада преобразования и с второй общей шиной, а выход - с второй выходной клеммой.