Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1987 года по МПК G05F1/625 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для питания первичных измерительных преобразоват -лей неэлектрических ве- личин и в токовых телеметрических системах.

Цель изобретения - повышение поме- , хозащитности и точности преобразования.10

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя напряжение - ток,

Преобразователь содержит неинвертирующий усилитель 1, инвертирующий 15 усилитель 2, операционный усилитель 3, нагрузку 4, соединенную с выходом неинвертирующегр усилителя 1 через последовательно включенный первый резистор 5 токовой обратной связи и с 20 выходом инвертирующего усилителя 2 через последовательно включенньш второй резистор 6 токовой обратной связи, первый масштабный резистор 7.

Усилители 1 и 2 объединены и под- 25 ключены к выходу усилителя 3, образующего совместно с масштабными резисторами 8 - II и резистором 12 обратной связи схему дифференциального усилителя. Резистор 8 включен между 30 выходом усилителя 1 и инвертирующим входом усилителя 3, резистор 9 - между точкой соединения резистора 5 с нагрузкой .4 и неинвертирующим входом усилителя 3, резистор 10 - между точ- 35 кой соединения резистора 6 с нагрузкой 4 и инвертирующим входом усилителя 3, резистор II - между выходом усилителя 2 и неинвертирующим входом усилителя 3, резистор 13 - между не- 40 инвертирующим входом усилителя 3 и общей точкой источника питания, резистор 12 - между выходом и инвертирующим входом усилителя 3. Генератор входного напряжения подключен к ин- 45 вертирующему входу усилителя 3 через масштабный резистор 7.

Неинвертирующий усилитель 1 и инвертирующий усилитель 2 имеют равные по абсолютному значению коэффициенты 50 усиления, значительно превьшающие единицу. Повышение коэффициента усиления приводит к увеличению выходного сопротивления и сужению полосы

Hbiii усилитель 3 - любой из обычньпх усилителей.

Сопротивления резисторов 5 и 6 токовой обратной связи должны быть равны между собой (для исключения появления синфазного напряжения на входах операционного усилителя 3), а их сумма должна не превьш1ать 0,1 сопротивления нагрузки (для обеспечения диапазона изменения выходного напряжения преобразователя),

Сопротивления масштабных резисторов 8,9,10, 1 и 13 и резистора 12 обратной связи выбираются из соотношений:

R, R

RC

R.

Ry К,„ + R,

R.

.д - -to

n

При реальных значениях сопротивлений резисторов будут выполняться условия: R,, R,,Rg,,,R,R,, Это позволяет использовать в качестве резисторов 8 .- 11 резисторную матрицу с соответствующими добавочными резисторами 9 и 10, в качестве которых можно использовать непрецизиоиные резисторы, что обеспечивает высокие точностные характеристики преобразова теля без специального подбора элементов .

Сопротивление масштабного резистора 7 выбирается ид расчета обеспечения требуемой крутизны преобразователя, которая равна

К

и

пр

Uf

J6X.

6. ,

Резистор 7 также может быть реализован из элементов той же резисторной матрицы, что и резисторы 8-11, чем обеспечивается высокая температурная стабильность коэффициента преобразования.

Выходное сопротивление преобразователя будет равно:

R

вых

4R,

Si-

R

К,

где К - коэффициент усиления усилителей 1 и 2.

При увеличении коэффициента К выходное сопротивление преобразователя будет стремиться к бесконечности.

Работа преобразователя происходит пропускания. Оба усилителя могут быть gg следующим образом,

вьтолнены по любой известной схеме При подаче на вход преобразовате- на операционных усилителях или на ля напряжения Ug,x через резистор 7, операционных усилителях с транзистор- это напряжение сравнивается с паде- ными усилителями мощности, Операцион- кием напряжения на резисторах 5 и 6

Hbiii усилитель 3 - любой из обычньпх усилителей.

Сопротивления резисторов 5 и 6 токовой обратной связи должны быть равны между собой (для исключения появления синфазного напряжения на входах операционного усилителя 3), а их сумма должна не превьш1ать 0,1 сопротивления нагрузки (для обеспечения диапазона изменения выходного напряжения преобразователя),

Сопротивления масштабных резисторов 8,9,10, 1 и 13 и резистора 12 обратной связи выбираются из соотношений:

R, R

RC

R.

Ry К,„ + R,

R.

.д - -to

n

При реальных значениях сопротивлений резисторов будут выполняться условия: R,, R,,Rg,,,R,R, Это позволяет использовать в качестве резисторов 8 .- 11 резисторную матрицу с соответствующими добавочными резисторами 9 и 10, в качестве которых можно использовать непрецизиоиные резисторы, что обеспечивает высокие точностные характеристики преобразователя без специального подбора элементов .

Сопротивление масштабного резистора 7 выбирается ид расчета обеспечения требуемой крутизны преобразователя, которая равна

К

и

пр

Uf

J6X.

6. ,

Резистор 7 также может быть реализован из элементов той же резисторной матрицы, что и резисторы 8-11, чем обеспечивается высокая температурная стабильность коэффициента преобразования.

Выходное сопротивление преобразователя будет равно:

4R,

Si-

R

К,

где К - коэффициент усиления усилителей 1 и 2.

При увеличении коэффициента К выходное сопротивление преобразователя будет стремиться к бесконечности.

токовой обратной связи с помощью операционного усилителя 3, масштабных резисторов 8,9,10, 11 и 13 и резистора 12 обратной связи. Напряжение, пропорциональное рассогласованию,поступает на входы неинвертирующего усилителя 1 и инвертирующего усилителя 2, на выходах которых появляется усиленное и, соответственно, неинвертированное и инвертированное напряжение, меняющее ток нагрузки так, чтобы свести к нулю.

I

рассогласование напряжении

Введение третьего (неинвертирующего) усилителя, второго резистора токовой обратной связи и четырех дополнительных масштабных резисторов -позволяет сделать схему симметричной исключить синфазные напряжения на входах операционных усилителей, что по сравнению с известным преобразователем приводит к повьппению помехозащищенности и точности преобразования, к упрощению подбора элементов, поскольку сопротивления резисторов, влияющие на точность преобразования, имеют равную величину, и поэтому возможно использование резисторных матриц, и к независимости выходного сопротивления преобразователя от выходного сопротивления генератора входного сигнала.

Формула изобретения

Преобразователь напряжение - ток, содержащий инвертирующий усилитель, операционньй усилитель, инвертирующий 40

Редактор В.Данко Заказ 4046/42

Составитель В.Есин Техред В.Кадар

Корректор

Тираж 863Подписное

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

0

5

0

5

0

5

0

вход которого через первый масштабный резистор соединен с входным выводом преобразователя и через резистор обратной связи с выходом операционного усилителя, а неинвертирующий вход соединен через второй масштабный резистор с общей шиной, первый резистор токовой обратной связи, подключенный к первому выходному выводу для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения помехозащищенности и точности, в него введены неинвертирующий усилитель, второй резистор токовой обратной связи и четыре дополнительных масштабных резистора, причем выход неинвертирующего усилителя соединен с вторым выходным вьгоодом для подключения нагрузки через второй резистор токовой обратной связи, а с инвертирующим входом операционного усилителя через первый дополнительный масштабный резистор, входы неинвертирующего и инвертирующего усилителей объединены и соединены с выходом операционного усилителя, второй дополнительный масштабный резистор включен между вторым выходным выводом и неинвертирующим входом операционного усилителя, третий дополнительный масштабный резистор включен между первым выходным вьшодом и инвертирующим входом операционного усилителя, четвертый дополнительный масштабный резистор включен между точкой соединения выхода инвертирующего усилителя с первым резистором токовой обратной связи и неинвертирующим входом операционного усилителя.

Корректор М.Шароши

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания первичных измерительных преобразователей неэлектрических величин . Цель изобретения - повышение помехозащищенности и точности устройства. Введение в схему устр-ва неинвертирующего усилителя 1, второго резистора 12 токовой обратной связи и дополнительных масштабных резисторов 8-11 позволяет сделать схему симметричной и исключить синфазные напряжения на входах инвертирующего усилителя 2 и операционного усилителя 3. Повышаются помехозащищенность устр-ва и точность преобразования, упрощается подбор элементов. 1 ил. (Л 00 со ел (X) а ел