Развязывающий преобразователь напряжения в ток Советский патент 1988 года по МПК H03F3/45 

e

у

Выход

00 СО

И ;юГфет(ние относится к радиотехнике н может использоваться в интегральной полупроводниковой схемотехник е.

Цель изобретения - расширение, динамического диапазона путем уменьшения дрепфа нуля.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемог развязывающего преобразователя напряжения в ток.

Развязыйаюшлй преобразователь напряжения в ток содержит операцион- ньй преобразователь 1 напряжения в ток, операпионный усилитель (, первый и второй транзисторы 3 и 4, первый и второй отражетели 5 и 6 тока, конденсатор 7,

Развязывающий преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Разность напряжений V (UBX U, - - U.P) преобразуется в ток i, с помощью операционного преобразовате- ля 1 с крутизной g, т.е.

i, g (I BX - с - IWo), где Ug - входное напряжение;

Uj, - напряжение на конденсаторе 7; - напряжение смещение нуля приведенное к входу оперционного преобразователя В зависимости от знака разности V ток i, протекает через первый тран зистор 3 (V О), либо через второй транзистор 4 (). Первый и второй транзисторы 3 и 4 используются в кчестве нелинейных пороговых элементов , напряжения отпирания которых имеют противоположную полярность, С их помощью образуются два параллельных канала для прохождения сигнала: для положительных и отрицательных значений V. Если V О, то ток i, протекает на вход отражателя тока 5 через первый транзистор 3, при этом транзистор 4 запирается по управляющему электроду. Если , то ток i, протекает на вход стража- теля 6 через второй транзистор 4, а первый транзистор 3 запирается.

Для уменьшения значений пороговы напряжений, при которых открываются первый и второй транзисторы 3 и 4, они включаются в цепь отрицательной обратной связи ОУ 2. Ток i, на инверсных выходах первого и второго транзисторов 3 и 4 с помощью отражатеней 5 (для V О) или 6 (для V : 0) преобразуется в токи i еых первом и втором выходах соответственно. Причем, если К - коэффициент передачи тока по первым выходам отражателей 5 и 6, а Кз - коэффициент передачи тока по их вторым выходам, то справедливы соотношения

-вых

-к,-1,

-К,K,-g-V;

.

Соединенные между собой первые выхода отражателей 5 и 6 соединены с неинвертирующим входом операционного преобразователя 1 и с конденсатором 7, замыкая петлю отрицательной обратной связи на вход операционного .преобразователя 1. Напряжение обратной связи U(. образуется за счет интегрирования тока ij на конденсаторе 7 таким образом обратная связь является инерционной.

При бесконечном коэффициенте усиления ОУ 2 ток i, описывается дифференциальным уравнением

-

.i С «

dV dt

где С - емкость конденсатора 7.

Из этого уравнения следует, что устройство ведет себя по отношению к 1, и V как простая дифференцирующая RC-цепь с эквивалентной постоянной

/(К,. g), Таким

вр емени о

этч

образом, ток 1,, независимо от напряжения смещения куля , операционного преобразователя 1, определяется только разностью мгновенного значения входного напряжения и его постоянной составляющей, усредненной с постоянной времени Аналогичным образом ведет себя ток igbix) который отличается от тока i, только масштабным коэффициентом. Следовательно, для развязывающего преобразователя напряжения в ток справедливо соотношение

BbЧC

Кг- g-CUe. - UB.),

t

гдей;; |и„

- постоянная составляющая входного напряжения

Амгшитудно-частотная характеристика определяется соотигаче.пием

/p.

KJ

1 + p,

где p - оператор Лапласа..

Выходной ток не содержит постоянной составлякядей н не зависит от входного напряжения смещения нуля операционного преобразователя. Этим обеспечивается увеличение динамического диапазона по отношению к прототипу. Нижняя граничная частота развязываюп1его преобразователя напряжения в ток равна

Д- SJ:-KL .

2Т- 2VC При заданных значениях f ц и g значение емкости С конденсатора 7 может быть уменьшено выбором К, 1, что приводит к уменьшению габаритов.

М

Ф

ормула изобретения Развязывающий преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный преобразователь напряжения в ток первый вход которого является входом развязывакяцего преобразователя напряжения в ток, а второй вход через конденсатор обратной связи соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона путем уменьшения

, 4-48383

дрейфа нуля, введены операционный усилитель, первый и второй транзисторы, имекщие разную структуру, пер(. вый и второй отражатели тока, выполненные с первыми и вторыми выходами, при этом инвертирующий вход опера-. ционногр усилителя соединен с выходом операционного преобразователя

10 напряжения в ток, неинвертирующий вход - с общей шиной, а выход - с входами первого и второго тразисто- ров, прямые выходы которых объединены и подключены к выходу операцион15 ного преобразователя напряжения в ток, а инверсные выходы - к входам соответственно первого и второго отражателей тока, общие выходы которых являются выводами для подключе20 ния соответственно первой и второй шин разнополярного источника питания, первые выходы первого и второго отражателей тока объединены и подключены к второму входу операционного преобразователя напряжения в ток, а вторые выходы объединены и являются выходом развязывающего преобразователя напряжения в ток, при этом первый и второй входы операционного

30 преобразователя напряжения в ток являются соответственно инвертирующим и неинвертирующим.

Изобрете ще относится к,радиотехнике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона путем уменьшения дрейфа нуля. Устройство содержит операционный преобразователь 1 напряжения в ток (ПНТ), операцион- 1ЫЙ усилитель 2, транзисторы 3 и 4, отражатели 5 и 6 тока и конденсатор 7. Цель достигается введением операционного усх ителя 2, транзисторов 3 и. 4, имеющих разную структуру и отражателей 5 и 6 тока, с помощью которых выходной ток не содержит постоянной составляющей и не зависит от входного напряжения смещения нуля ПНТ 1. 1 ил. г i сл