Делитель напряжения Советский патент 1985 года по МПК G06G7/16 

1 Изобретение относится к устройствам, предназначенным для деления нап ряжения, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Цель изобретения - повышение точности работы. На чертеже изображена функциональ ная схема делителя напряжения. Схема содержит основной и дополнительный масштабирующие блоки 1 и 2 |повторитель 3 напряжения, источник 4 напряжения, элемент 5 нагрузки, ключ 6, дополнительный ключ 7, блок 8 управления, операционный усилитель 9 первый и второй источники 10 и 11 напряжения питания. Делитель напряжения работает следующим образом. На входы основного и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 поступает сигнал от источника 4 напряжения . Сигналом с выхода блока 8 управления замыкается ключ 6 и допол нительный ключ 7, Если мгновенное значение напряжения на выходе источника 4 напряжени положительно, то на входе повторител напряжения 3 и на элементе 5 нагрузки оно положительно. Если мгновенное значение напряжения на выходе источника 4 напряжения отрицательно, то и на -элементе 5 наг рузки оно тоже отрицательно. Повторитель 3 напряжения сравнивает уровни напряжений на -выходах ключа 6 и дополнительного ключа 7, выделяет раность этих напряжений и суммирует вьщеленную разность напряжений с выходным напряжением дополнительного ключа 7. Таким образом, уровень напряжения на элементе 5 нагрузки практически равен выходному напряжению основного масштабирующего блока 1. Пусть II -л li (л Jl-l ex n 1 (Л где и - напряжение на выходе дополнительного ключа 7; напряжение на выходе ключа 6, т.е. на входе повторителя 3 напряжения; К - коэффициент, учитывающий отличие напряжения на дополнительном входе повторителя 3 напряжения относительно его выхода. Выходное напряжение повторителя 3 можно записать в виде: Ugbixj и.вх 822 где Ug - напряжение между неинверт ирующим входом операционного усилителя 9 и дополнительным входом повторителя 3 напряжения; Kj - коэффициент передачи повторителя 3 напряжения. В свою очередь входное напряжение повторителя 3 напряжения можно представить как результат воздействия синфазных напряжений с выходов ключа 6 и дополнительного ключа 7, т.е. UBX, Uex-U6x K,Ue(1-K,). (3) После подстановки (3) в(2) имеем e.Cl-K,) К2. (4) Напряжение на элементе 5 нагрузки равно сумме напряжений (1) и (4), тогда ex ( Из анализа (5) следует, что повторитель 3 напряжения передает на элемент 5 нагрузки лишь разностный сигнал с выходов ключа 6 и дополнительного ключа 7 такой величины, что суммарное напряжение на элементе 5 нагрузки равнялось выходному напряжению ключа 6. Поскольку падение напряжения на ключе 6 близко к нулю, то напряжение на элементе 5 нагрузки равно выходному напряжению основного масштабирующего блока 1. Это следует из (5), если К 1. Из выражения (5) также видно, что в качестве повторителя 3 напряжения можно применить операционньй усилитель с малым динамическим диапазоном, так как на его вход, подается лишь напряжение - К)-К,,.(6) Например, для операционного усилителя типа К140УД6, включенного по схеме повторителя напряжения, коэффициент передачи равен 0,9996. При применении такого повторителя Kj 0,99996, т.е. 1. Тогда К полностью определяет разность синфазных напряжений, приложенных ко входу повторителя 3 напряжения. Если коэффициенты передач основного и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 примерно равны, то К 1. Следовательно, динамический диапазон повторителя напряжения 3 может быть небольшим, что позволяет широко и эффективно использовать микросхемы в качестве повторителя 3 напряжения при значительных выходных

уровнях напряжений основного и масштабирующих блоков 1 и 2, например, при выходных напряжениях от нескольких единиц до нескольких десятков, сотен вольт.

В то же время по неинвертирующему входу шунтирующее действие, оказываемое повторителем 3 напряжения на выходное сопротивление основного масштабирующего блока 1, сведено к минимуму, а следовательно, тем самым обеспечена высокая точность коэффициента передачи основного масштабирующего блока 1.

1. ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий основной и дополнительный масштабирующие блоки, к входам которых подключен выход источника напряжения, ключ, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, повторитель напряжения и элемент нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности работы, в него введен дополнительный ключ, причем выход основного масштабирующего блока через ключ подключен к входу повторителя напряжения, выход которого соединен с элементом нагрузки, выход дополнительного масштабирующего блока через дополнительный ключ подключен к дополнительному входу повторителя напряжения. 2. Делитель по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что повторитель напряжения содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом повторителя напS ряжения, выходом которого является (Л выход операционного усилителя, а инвертируюш;ий вход и выход операционного усилителя соединены, первый и второй источники напряжения питания, первые выводы которых соединены с соответствующими шинами питания операцион- .ного усилителя, вторые выводы первого и второго источников напряжения питания соединены и являются дополнительным входом повторителя напряжения.