Делитель напряжения Советский патент 1988 года по МПК G06G7/16 

4

N5

.СП

tN3

00

. ; 114

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже изображена функциональная схема делителя напряжения.

Делитель напряжения содержит ос- . новной 1 и дополнительный 2 масштабирующие блоки, повторитель 3. на- пряжения, источник 4 напряжения, элемент 5 нагрузки, первый 6 и второй 7 ключи, блок 8 управления, общую шину

вых ьх/

к

1

(2)

где и, - напряжение между неинвертирующим входом операционного усилителя 16 и общей шиной повторителя напряжения.

В свою очередь входное напряжение повторителя 3 напряжения можно пред ставить как результат воздействия синфазньк напряжений с выходов первого 6 и второго 7 кл10,чей, т.е.

UBX, U5.-Uex

.K,U6v(1-K). (3)

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьшение точности. Делитель напряжения содержит основной 1 и дополнительный 2 масштабирующие блоки, повторитель напряжения 3, источник напряжения 4, элемент нагрузки 5, первый 6 и второй 7 ключи, блок управления 8, общую шину 9, блок 10 выделения модуля напряжения, дифференциальный сглаживающий фильтр 11, усилитель напряжения рассогласования 12, блок оп- тронов 13, элемент 14 с управляемым сопротивлением, источник опорного напряжения 15, операционньш усилитель 16, первый 17 и второй 18 источники питания. Работа делителя на-i пряжения основана на изменении мас- дополнительного масштабирующего блока 2 так, чтобы уменьшалось напряжение между общей шиной повторителя напряжения 3 и его выходом. 1 ил. to (Л с

9 делителя напряжения, блок 10 вьще- ления модуля напряжения, дифференциальный сглаживающий фильтр 11, усилитель 12 напряжения рассогласования, блок 13 оптронов, элемент 14 с управляемым сопротивлением, источник 15 опорного напряжения, операционный 16 .усилитель, первый 17 и второй 18 источники йитания/

Делитель Напряжения работает сле- дзпощим образом.

Сигналом с выхода блока 8 управления замыкаются первый 6-и второй 7 ключи.

Если мгновенное значение напряжения на выходе источника 4 напряжения положительно, то на входе повторителя 3 напряжения и на элементе 5 нагрузки оно положитель ю. Если мгновенное значение напряжения на выходе источника 4 напряжения отрицательно, то и на элементе 5 нагрузки оно отрицательно.

Повторитель 3 напряжения сравнивает уровни напряжений на выходах первого 6 и второго 7 ключей, вьзделяет разность этих напряжений и суммирует вццеленную разность напряжений с выходным напряжением второго ключа 7.

Таким образом, уровень напряжения на элементе 5 нагрузки практически равен выходному напряжению основного масштабирующего блока 1,

и Ue,

К

1

(1)

UBXгде и, - напряжение на выходе второго ключа 7j

напряжение на выходе первого ключа 6;, К - коэффициент передачи повторителя 3 напряжения относительно его обш,ей шины. Выходное напряжение повторителя 3 напряжения можно записать в виде

После подстановки (3) в (2) имеют и,ы,, Ue,(1-K,)- Kj. (4)

Напряжение на элементе 5 нагруэ- ки равно сумме напряжений (1) и (4),

тогда . ., ,

Uftb,,-К, + и.лт-к,)- к,. (5)

вы к

Из анализа (5) следует, что повторитель 3 напряжения передает на эле- мент 5 нагрузки лишь разностный сигнал с выходов первого 6 и второго 7 ключей-, такой величины, что суммар- ное напряжение на элементе 5 нагруз-, ки равняется выходному напряжению первого ключа 6. Поскольку падение напряжения на первом ключе 6 близко к нулю, то напряжение на элементе 5 нагруяки 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 операционный усилитель с малым динамическим диапазоном, так как. на его вход подается лишь напряжение

Uex(1-K,) К

(6)

Если коэффициенты передач основно-- го 1 и дополнительного 2 масштабирующих блоков примерно равны, то К 1. Следовательно, динамический диапазон повторителя 3 напряжения может быть небольшим.

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.

При увеличении тока нагрузки, росте линейньк искажений дополнительного масштабирующего блока 2 и повторителя 3 напряжения возрастает напряжение между выходной шиной повторителя 3 напряжениг относительно общей точки соединения источников 17 и 18 питания. Это напряжение вы прямляется блоком 10 вьщеления модуля .« ключ соединен с общей шиной питания

напряжения и поступает через сглаживающий фильтр 11 на вход усилителя «12 напряжения рассогласования, на сглаживающий фильтр 11 в противо- фазе его выходному напряжению подается напряжение от источника 15 опорного напряжения, поэтому на входе усилителя 12 напряжения рассогласования действует разностное напря15

повторителя напряжения, к выходу которого подключен элемент нагрузки, управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходу блока управления, отличающийся тем, что; с целью повьшения точности в него введены блок вьщеления модуля напряжения, дифференциальный сглаживающий фильтр, источник опорных нажение, которое им усиливается и пода-2п пряжений, усилитель напряжения рассеется на входные шины блока 13 оптро- нов, например на последовательно соединенные светодиоды. Под действием световых потоков светодиодов свето- воспринимаюш 1е элементы, например 25 фотодиоды, генерируют фотл-ЭДС, которая, воздействуя на управляющий вход элемента 14 с- управляемым сопротивлением, например полевой транзистор, изменяет сопротивление между электродами сток-исток. При этом выхгодное напряжение дополнительного масштабирующего блока 2 варьируется в направлении уменьшения напряжения между общей точкой соединения источников 17 и 18 напряжений питания и выходной шины повторителя 3 напряжения, а следовательно, тем самым обеспечена высокая точность работы делителя напряженна.

30

35

40

гласования, блок оптронов и элемент с управляемым сопротивлением, источник OTiopHoro напряжения, причем первая входная шина блока вьщеления модуля напряжения соединена с общей шиной питания повторителя напряжения, выход которого подключен к второй входной шине блока вьщеления модуля напряжения, выход которого соединен с первым входом дифференциального сглаживающего фильтра, к второму входу которого подключен рыход источника опорного напряжения, выход дифференциального сглаживающего фильтра сс единен с входом усилителя напряжения рассогласования,первая и вторая выходные щины которого подключены к входным шинам блока оптроно в, первая и вторая выходные шины которого соединены р первой и второй управляю- , шинами элемента с управляемым сопротивлением, первая информационная шина которого подключена к второй входной шине дополнительного масштабирующего блока, вторая информационная шина элемента с управляемым сопротивлением соединена с общей шиной делителя напряжения.

Формула изо, бретения

Делитель напряжения, содержащий основной и дополнительный масштабирующие блоки, к первым входным шинам которых подключена первая шина источника напряжения, вторая входная

щина основного масштабирующего блока соединена с второй шиной источника напряжения и явля ется об.щей шиной делителя напряжения, выход основного масштабирующего блока через первый ключ подключен к входу повторителя напрялсения, выход дополнительного масштабирующего блока через второй

повторителя напряжения, к выходу которого подключен элемент нагрузки, управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходу блока управления, отличающийся тем, что; с целью повьшения точности, в него введены блок вьщеления модуля напряжения, дифференциальный сглаживающий фильтр, источник опорных на5

0

5

0

5

гласования, блок оптронов и элемент с управляемым сопротивлением, источник OTiopHoro напряжения, причем первая входная шина блока вьщеления модуля напряжения соединена с общей шиной питания повторителя напряжения, выход которого подключен к второй входной шине блока вьщеления модуля напряжения, выход которого соединен с первым входом дифференциального сглаживающего фильтра, к второму входу которого подключен рыход источника опорного напряжения, выход дифференциального сглаживающего фильтра сс единен с входом усилителя напряжения рассогласования,первая и вторая выходные щины которого подключены к входным шинам блока оптроно в, первая и вторая выходные шины которого соединены р первой и второй управляю- , шинами элемента с управляемым сопротивлением, первая информационная шина которого подключена к второй входной шине дополнительного масштабирующего блока, вторая информационная шина элемента с управляемым сопротивлением соединена с общей шиной делителя напряжения.