Делитель напряжения Советский патент 1988 года по МПК G06G7/16 

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

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия,

На чертеже изображена функи юналь- ная схема делителя напряжения.,

14

ся,

-

14448312

Из анализа выражения (1) следует, что операционный усилитель 4 передает на элемент 5 нагрузки только разностный сигнал с выходов основного и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 такой величины, чтобы суммарное напряжение на элементе 5 нагрузки равнялось выходному напряжению ОСНОБКОГО

Изобретение относится к электрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьш1ение коэффициента полезного действия. Делитель напряжения содержит основной и дополнительный масштабирующие блоки 1 и 2, источник 3 напряжения сигнала, операционный усилитель 4, выполняющий функции повторителя напряжения, элемент 5 нагрузки, первый и второй накопительные конденсаторы 6 и 7, первый,:: второй, третий и четвертый отсекающие диоды 8, 9,.10 и 11, общую шину 12, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы 13, 14, 15 и 16. Повьш1ение коэффициента полезного действия достигается за счет использования энергии источника 3 напряжения сигнала для питания операционного усн- силителя 4. 1 ил. с со 4. 00 со

Устройство содержит масштабирующие jg масштабирующего блока 1. Это следует

блоки 1 и 2, источник 3 напряжения сигнала, операционный усилитель 4, элемент 5 нагрузки, первый и второй накопительные конденсаторы б и 7, периз (1), если К1 1,

Если коэффициенты передачи основно го и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 примерно равны, то К1 1

вый - четвертый отсекающие диоды 8-11,5 Следовательно, динамический диапазон

общую шину 12, первый - четвертый масштабные резисторы 13-16.

Делитель напряжения работает следующим образом.

На первые входные шины основного 20 и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 поступает сигнал от источника 3 напряжения сигнала.

Операционный усилитель 4 вьтолняет функцию повторителя напряжения, при- 25 чем осуществляет сравнение уровней напряжений на выходах основного и до- . полнительного масштабирующих блоков 1 и 2, выделяет разность этих напряповторителя напряжения на операцион ном усилители 4 может быть небольшим. Шунтирующее действие, оказываемое по неинвертирующему входу операционным усилителем 4 на выходное сопротивление основного масштабирующего блока 1, сведено к минимуму, что обеспечивает высокую точность кёэффициента передачи основного масштабирующего блока 1.

Питание операционного усилителя 4 осуществляется за счет электроэыер- гии источника 3 напряжения сигнала. Величина напряжения выпрямителя, вы-

жений и суммирует разностное напряже-JQ полненного на отсекаюшдх диодах 8-11,

ние с выходным напряжением дополни- тельного масштабирующего блока 2, которое формируется на соединенных втором и третьем масштабных резисторах . 14 и 15. Таким образом, уровень напряжения на элементе 5 нагрузки практически равен выходному напряжению основного масштабирующего блока 1.

Напряжение на выходе операционного усилителя 4, т.е. на элементе 5 нагрузки,.равно: .

и

вык

и,,К1

+ UB, (1 - К1) К2, (1)

45

де н апряжение на неинвертирующем входе операционного

усилителя 4;

К1 , - коэффициент, учитывающий

отличие напряжения на соединенных втором и третьем масштабных резисторах 14 и 15 (на дополнительном входе повторителя напряжения на операционном усилителе 4) относительно неинвертирующего входа операционного усилителя 4;55 К2 - коэффициент передачи повто. рителя напряжения на операционном усилителе 4.

масштабирующего блока 1. Это следует

из (1), если К1 1,

Если коэффициенты передачи основного и дополнительного масштабирующих блоков 1 и 2 примерно равны, то К1 1.

повторителя напряжения на операцион ном усилители 4 может быть небольшим. Шунтирующее действие, оказываемое по неинвертирующему входу операционным усилителем 4 на выходное сопротивление основного масштабирующего блока 1, сведено к минимуму, что обеспечивает высокую точность кёэффициента передачи основного масштабирующего блока 1.

Питание операционного усилителя 4 осуществляется за счет электроэыер- гии источника 3 напряжения сигнала. Величина напряжения выпрямителя, вы-

5

0

5

5

определяется падением напряжения на втором и третьем масштабных резисторах 14 и 15. Выпрямитель н -гружен на последовательно соединенные первый и второй накопительные конденсаторы 6 и 7 и на входное сопротивление со стороны шин питания .операционного усилителя 4. Пусть мгновенное значение входного напряжения положительно. Тогда входной ток дополнительного масштабирующего блока 2 в точке соединения первого и второго масштабных резисторов 13 и 14 разветвляется на две составляюЕ(ие, Первая составляющая протекает через входные шины выпрямителя, вторая через второй и третий масштабные резисторы 14 и 15. Первая составляющая тока заряжает первый и второй накопительные конденсаторы б и 7 в течение положительных и отрицательных полуволн входного напряжения дополнительного масштабир пощего блока 2, При равных величинах емкосг; тай первого и второго накопительных конденсаторов 6 и 7 к шинам опера ционного усилителя 4 прикладываются равные и разнополярные напряжения, обеспечивающие работоспособность опера1-(ионного усилителя 4.

314448314

Таким образом, в делителе напря третьего и четвертого масштабных ре- жения электрическая энергия, затра- зисторов, причем свободньй вывод пер- чиваемая на нагрев резисторов допол- ого масштабного резистора является нительного масштабирующего блока 2, входом дополнительного масштабиругоще- используется для питания операцион- ро блока, свободный вывод четверто- ного усилителя А, что повьш1ает коэф- о масштабного резистора подключен к фициент полезного действия.щине нулевого потенциала, общий вывод

первого и вторбго масштабных резисто- Формула изобретения 1Q ров соединен с анодом первого и с каДелитель напряжения, содержащий тодом ёторого отсекающих диодов, об- основной и дополнительный масштаби-. щий вывод третьего и четвертого мас- рующяе элементы, первые входы кото- штабных резисторов соединен с анодом рых подключены к информационному вхо- третьего и катодом четвертого отсе- ду делителя напряжения, операционный 15 диодов, катоды первого и усилитель, неинвертирующий вход ко- третьего отсекающих диодов подключе- .торого соединен с выходом основного ны к первой обкладке первого накопи- :масштабирующего блока, инвертирующий тельного конденсатора и к положитель- вход и выход операционного усилителя ной шине питания операционного усили- подкпючены к входу элемента нагрузки,2о теля, аноды второго и четвертого от- отличающийся тем, что, с секающих диодов соединены с первой целью снижения потребляемой мощности, обкладкой второго накопительного кон- в него введены первый и второй нако- денсатора и отрицательной шиной пи- пительные конденсаторы, первый, тания операционного усилителя, второй, третий и четвертый отсекающие 25 рые обкладки первого и второго на- диоды, а дополнительный масштабирую- копительных конденсаторов соединены щий элемент вьшолнен в виде последо- общим выводом первого и второго вательно соединенных первого, второго, масштабных резисторов..