Преобразователь напряжения в ток Советский патент 1987 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть истпользовано в устройствах формирования токового выходного сигнала измерительных и информационных сие- тем.

Известен преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель и цепь отрицательной обратной связи, при этом нагрузка включе- на непосредственно в цепь обратной связи.

Однако та.кой преобразователь напряжения в ток может работать только на незаземленную нагрузку и характе- ризуется ограниченным диапазоном выходных напряжений, определяемых максимальным выходным напряжением операционного усилителя, т.е. не может обеспечить нормальную работу при больших сопротивлениях нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель, охваченшзй цепью отрицательной обратной связи через управляющий переход активного элемента и эталонный резистор.

Однако известный преобразователь также работает на незаземленную наг- рузку и имеет ограниченньш диапазон выходного сигнала.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона сигнала .

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель, охваченный цепью отрицательной обратной связи через управляющий пе- реход активного элемента и эталонньш резистор, между выходным электродом активного элемента и инвертирующим входом операционного усилителя вве

дены последовательно соединенные пер- 45 лителя. Максимальное выходное напряг

вый, второй и третий пассивные частотно-независимые двухполюсники, а между выходным электродом активного элемента и точкой соединения второг.о и третьего пассивных частотно-независимых двухполюсников введен незаземленный источник напряжения, при этом нагрузка включена между общей шиной И точкой соединения первого и второго пассивных частотно-независи- 5ьпc двухполюсников.

Пассивные частотно-независимь:е двухполюсники вьшолнены в виде нелинейного элемента.

5

0

5

0

0

5

На фиг.1 дана принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя напряжения в ток при неинвертирующем включении операционного усилителя; на фиг.2 - то же, при неинвертирующем включении операционного усилителя.

Преобразователь напряжения в ток содержит операционный усилитель 1, активный элемент 2, эталонный резистор 3, первьй., второй и третий пассивные частотно-независимые двухполюсники 4, 5 и 6, незаземленный источник напряжения 7 и нагрузку 8.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Входной сигнал напряжения поступает на один из входов операционного усилителя Г, при этом через эталонный резистор 3 протекает ток, определяемый величиной входного сигнала и величиной эталонного резистора З.Этот ток втекает в одну диагональ моста, образованного активным элементом 2, в качестве которого может использоваться как полевой, так и биполярный транзистор, и первым, вторым и третьим пассивными частотно-независимыми двухполюсниками 4, 5 и 6, в качестве которых могут использоваться как резисторы, так и нелинейные элементы, т.е. диоды и стабилитроны.

В другую диагональ моста включен незаземленный источник напряжения 7. Благодаря указанному включению через нагрузку 8 протекает тот же ток, что и через эталонный резистор 3.

. В результате выходное напряжение операционного усилителя I равно напряжению на эталонном резисторе 3 с учетом падения напряжения на управляющем переходе активного элемента 2 и всегда может быть задано в рабочих пределах реального операционного усиженне преобразователя определяется напряжением незаземленного источника Напряжения 7. При этом выходной ток п реобразователя напряжения в ток мо50 жет протекать через нагрузку 8 в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения.

Использование в качестве первого, второго и третьего пассивных частот55 но-независимых двухполюсников 4, 5 и 6 нелинейных элементов позволяет З меныпить падение напряжения на плечах моста при максимальных выходных токах.

31

Таким образом, положительный эффект от внедрения предложенного преобразователя заключается в следующем имеется возможность использовать заземленную высокоомную нагрузку; ток через нагрузку может протекать в обО их направлениях в зависимости от зна ка входного напряжения; напряжение на нагрузке может быть значительно больше, чем максимальное выходное на пряжение операционного усилителя.

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжения в 15 ток, содержащий операционный усилитель , охваченньм цепью отрицательной обратной связи через управляющий переход активного элемента и эталонный резистор, отличающи й-20 с я тем, что, с целью расширения ди-to

15 20109984

намического диапазона сигнала, между выходным электродом активного элемента и инвертирующим входом операционного усилителя введены последовательно соединенные первый, второй и третий пассивные частотно-независимые двухполюсники, а между выходным электродом активного элемента и точкой соединения второго и третьего

to пассивных частотно-независимых двухполюсников введен незаземленный источник напряжения, при этом нагрузка включена между общей шиной и точкой соединения первого и второго пас- сивньйс частотно-независимых двухполюсников.

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что пассивные частотно-независимые двухполюсники вьшолнены в виде нелинейного элемента.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона сигнала. Преобразователь содержит операционный у-дь 1, актив- ньм эл-т 2, эталонньш резистор 3, три пассивных частотно-независимых двухполюсника (ПЧД) 4,5 и 6, незаземленный источник напряжения (НИН) 7 и нагрузку 8. При неинвертирующем включении операционного у-ля 1 ток, определяемый величинами входного сигнала и резистора 3, втекает в одну диагональ моста, образованного активным эл-том 2 (полевой или биполярный транзистор) и ПЧД 4, 5 и 6 (резисторы или нелинейные эл-ты: диоды и стабилитроны ). Т.к. в другую диагональ моста включен НИН 7, то через нагрузку 8 протекает тот же ток, что и через резистор 3, причем ток может протекать в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения. Цель достигается введением ПЧД 4, 5 и 6 и НИН 7. Преобразователь по п.2 ф-лы отличается тем, что ПЧД 4, 5 и 6 выполнены в виде нелинейных зл-тов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л со 00 Ф1М&. 1

Фк2.2

Редактор М.Бандура

Составитель В.Серов

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 1901/54Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко 4итета СССР

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

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