Дифференциальный преобразователь напряжение-ток Советский патент 1986 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к области адиотехники и может быть использоано в дифференхщальных измерительых усилителях системах сбора данных и аналого-цифровых преобразователях.

Целью изобретения является повышение точности преобразования и расширение динамического диапазона входных синфазных сигналов.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема дифференциального преобразователя напряжение - ток; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема, одного плеча дифферен- циального преобразователя напряже-г ние - ток.

Предлагаемый дифференциальньй преобразователь напряжение - ток содержит источник 1 питания, масштабирующий резистор 2, два одинаковых преобразователя напряжение - ток 3, каждьй из которых содержит генератор А тока, усилительный каскад 5, повторитель 6 напряжения, комплементарный повторитель 7 напряжения. Дифферен- циальньш преобразователь напряжение - ток содержит также два дополнительных повторителя 8 напряжения с нормированным выходным сопротивлением.

Предлагаемый дифференциальный преобразователь напряжение - ток ра- ботает следующим образом.

При равных напряжениях на входах дифференциального преобразователя напряжение - ток напряжения на выходах повторителей 6 напряже шя также равны и ток через масштабирующий резистор 2 не протекает..Поэтому токи на выходах дифференциального преобразователя напряжение - ток равны току, задаваемому генератором 4 тока. Если на входах дифференциального преобразователя напряжение - ток появляется разность напряжений , то эта разность через повторители 6 напряжения будет приложена к масштабирующему резистору 2 и через него начнет протекать ток, определяемый по формуле

т - Уьк Д. - - - .

мичшт.

Повторители 6 напряжения охвачены глубокой отрицательн ой обратной связью через усилительнь1й каскад 5 и . комплементарный повторитель 7 напряжения. Действие этой обратной связи направлено на поддержание на выходе повторителя 6 напряжения потенциала, обеспечивающего прохождение через

него тока, задаваемого генератором 4 тока. Постоянство тока через повторитель 6 напряжения обеспечивает постоянство напряжения между его входом и выходом, т.е. повторитель 6 напряжения точно передает входное напряжение на свой выход. В результате разшща входных напряжений т.е. дифференциальное входное напряжение, с большой точностью преобразуется в

разницу выходных токов, при этом крутизна преобразования S обратно пропорциональна сопротивлению масшта- бируюш:его резистора. В предлагаемом дифференциальном преобразователе напряжение - ток воздействие изменения дифференциального входного напряжения на генератор 4 тока уменьше но за счет действия цепи отрицательной обратной связи в к раз, что представляет со- бой произведение коэффициента усиления усилительного каскада 5 на кру- (тизну комплементарного повторителя 7 напряжения и на сопротивление масштабирующего резистора 2. Дополнительный

повторитель 8 напряжения позволяет ,i расширить динамический диапазон входных синфазных сигналов. При воздействии входного синфазного напряжения оно через дополнительные повторители

8 напряжения передается на входы

соответствуюнщх комплементарных повторителей 7 напряжения. Поэтому изме- нейий напряжения на входах усилительных каскадов 5 для изменений напряжеПИЙ на входах комплементарных повторителей 7 напряжения не требуется, т.е. напряжение на генераторах 5 тока остается неизменным при воздействии синфазного сигнала. Коэффициент передачи дополнительного повтори- теля 8 напряжения и коэффициент усит ления усилительного каскада 5 по от- цошению к входу комплементарного повторителя 7 напряжения определяются

соотношением нормированного выходного сопротивления дополнительного повторителя 8 напряжения и выходного сопротивления усилительного каскада 5. Соответствующим выбором этих сопротивлении можно расширить динамический диапазон входных синфазных сигналов дифференциального преобразователя напряжение - ток.

Формула изобретения

1. Дифференциальный преобразователь напряжение - ток, содержащий источник питания, масштабирующий резистор и два преобразователя напряжение - ток, каждый из которых вьтолне на генераторе тока, усилительном каскаде и гговторителе напряжения, вход которого является одним из входов дифференциального преобразователя напряжение - ток, выход соединен с одним из выводов масштабирующего резистора, а общий электрод соединен непосредственно с входом усилительного каскада и через генератор тока с одной из шин источника питания, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, преобразования, в каждый преобразователь напряжение - ток введен комплементарСоставитель В.Серов Редактор Л.Гратилло Техред А.Кравчук .Корректор С.Шекмар

Заказ 5138/57 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ный повторитель напряжения, выход которого соединен с выходом соответствующего повторителя напряжеяня, вход - с инвертирующим,выходом соот-. ветствзпощего усилительного каскада, -а общий электрод является одним из выходов дифференциального преобразователя напряжение - ток.

2. Преобразователь по п.1, от-, личающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных синфазных сигналов, в каждый преобразователь напряжение ток введен дополнительный повтори- тель напряжения с нормированным выходным сопротивлением, вход которого соединен с входом соответствующего повторителя напряжения, а выход - с входом соответствующего комплементарного повторителя напряжения.

Изобретение относится к радио- технике и может быть использовано в дифференциальных измерительных усилителях, системах сбора данных и аналого-цифровых преобразователях. Повьшается точность преобразования и расширяется динамич, диапазон входных синфазных сигналов. Устройство содержит источник питания 1, масшта- бируюш 1й резистор 2, два преобразователя напряжение - ток 3, каждый из которых содержит генератор тока 4, усилительный каскад (УК) 5,. повторитель напряжения 6, комплементарный повторитель напряжения (КПН) 7. Устройство содержит также два дополнительных повторителя напряжения (ДПН) 8 с нормированным выходньм сопротивлением. Входное синфазное напряжение через ДПН 8 передается на входы соответствующих КПН 7. Изменений напряжения на входах УК 5 для изменений напряжений на КПН 7 не требуется, т.е. напряжение,на генератор тока 4 остается неизменным. Коэффициент передачи ДПН 8 и коэффициент усиления УК 5 по отношению к входу КПН 7 определяются соотношением нормированного выходного сопротивления ДПН 8 и выходного сопротивления УК 5. Соответствующим выбором этих сопротивлений можно расширить динамич.диапазон входных синфазных сигналов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л ts9 СП Ф 00