Устройство управления крутизной операционных преобразователей напряжение-ток Советский патент 1990 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аналоговой обработке сигналов

Цель изобретения - повышение точности управления крутизной.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - график зависимости выходного тока квазилинейного преобразователя напряжение - ток от входного напря- жения.

Устройство (фиг,1) содержит квазилинейный операционный преобразователь напряжение - ток (КЛОПНТ) 1, первый 2 и второй 3 источники тока, резистор 4, токовый фазорасщепитель отражатели 6 и 7 вытекающего и втекающего токов, первый конденсатор 8, синхронный детектор 9, второй конденсатор 10, формирователь 11 импульсов и генератор 12 переменного напряжени При этом КЛОПНТ 1 выполнен по известной схеме.

Устройство работает следующим образом .

Особенностью КЛОПНТ в отличие от ОПНТ является наличие двух степеней свободы, имеющихся в КЛОПНТ для формирования его амплитудной характеристики (АХ), т.е. для формирования зависимости выходного тока от входного напряжения. Первая степень свободы обеспечивается наличием в КЛОПНТ входа управления крутизной, а вторая степень- свободы - наличием управления напряжением стыковки зависимостей выходных токов от входного напряжения плеч КЛОПНТ. Наличие двух степеней свободы приводит к тому, что одно требуемое значение выходного тока КЛОПНТ при заданном входном напряжении можно получить неограниченным числом сочетаний управляющих сигналов КЛОПНТ (фиг.2, кривая I показывает требуемый характер зависимости выходного тока от входного напряжения КЛОПНТ). Теперь, если следовать принципу, на основе которого реализовано известное устройство и согласно которому требуемо значение .выходного тока КЛОПНТ устанавливается при единственном задаваемом значении входного напряжения (напряжения на резисторе 4), то возможно точно установить такие управляющие сигналы КЛОПНТ, которые обеспечивали бы зависимость вида I (фиг.2у. Если напряжение источников

напряжения стыковки несколько больше или меньше требуемого напряжения, то известное устройство реализует кривую II, либо III (фиг.2).

Принцип, на основе которого работает предлагаемое устройство, заключается в том, что на .вход КЛОПНТ 1 подают переменное напряжение и соответствующим выбором управляющих сигналов добиваются требуемого значения выходного тока в каждой точке АХ таким образом, чтобы при изменении входного напряжения не требовалось изменять

5 значения двух управляющих сигналов. Только в этом случае можно получить АХ КЛОПНТ 1 требуемого линейного вида, т.е. кривую вида I (фиг.2). Устройство реализует описанный

Q принцип следующим образом.

Посредством токового фазорасщепи- теля 5, первого 6 и второго 7 отражателей и первого конденсатора 8 организуется первое инвертирующее инер5 ционное звено, которое позволяет установить на входе управления крутизной КЛОПНТ 1 такое напряжение, что среднее за период генератора 12 переменного напряжения значение разности между

Q током I3(t) управляемого напряжением второго источника 3 тока и током

5

0

5

0

5

(t) КЛОПНТ

1 равняется нулю, т.е.

выполняется соотношение

ь - w) °.

- о

где Т - период частоты генератора

12 переменного напряжения.

Посредством токового фачорасщепи- теля 5, первого 6 и второго 7 отражателей, синхронного детектора 9 и второго конденсатора 10 организуется второе инвертирующее инерционное звено, которое позволяет установить на входе управления напряжения стыковки КЛОПНТ 1 такое напряжение, что мгновенное значение разности между током I 3(t) и током I Bbl (t) равняется нулю в каждый момент времени, т.е. выполняется соотношение

ii(0 - ) о.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически устанавливать сигналы управления КЛОПНТ 1 так, что КЛОПНТ 1 имеет линейную АХ вида I (фиг.2). Используя эти сигналы управления можно подавать их на входы управления других КЛОПНТ, реализованных на одном кристалле с предлагаемым устройством, и, таким

образом, получать квазилинейные операционные преобразователи напряжения в ток с заданным значением крутизны, равной

1 Is

8 Г -i

где 1,,, - амплитуды тока соответственно управляемых напряжением первого 6 и второго 7 источников тока; R - сопротивление резистора 4. Синхронный детектор 9 может быть реализован на основе схемы балансного модулятора или четырехквадрантного умножителя, в котором токовыми входами могут служить управляемые источники тока, а опорным входом служит на- пряженческий вход применяемого устройства. Кроме того, для работы устройства необходимо, чтобы первое инерционное звено имело постоянную времени больше, чем постоянная времени второго инерционного звена.

Формула изобретения

Устройство управления крутизной операционных преобразователей напряжение - ток, содержащее первый и второй источники тока, первые выводы которых соединены с шиной источника питании, операционный преобразователь напряжение - ток и резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод - с вторым выводом первого источника тока и инвертирующим входом операционного преобразователя напряжение - ток, неинвер- тирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым выводом второго источника тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления крутизной, введены токовый фазо0

S

0

расщепитель, отражатель вытекающего тока и отражатель втекающего тока, имеющие первый и второй выходы, первый и второй конденсаторы, синх- ронный детектор, формирователь им- /.. пульсов и генератор переменного напряжения, при этом первый и второй источники тока выполнены управляемыми напряжением, а операционный преобразователь напряжение - ток выполнен квазилинейным операционным преобразователем напряжение - ток, имеющим вход управления напряжением стыковки зависимостей выходных токов от входного напряжения плеч квазилинейного операционного преобразователя напряжение - ток, причем выход квазилинейного операционного преобразователя напряжение - ток соединен с входом токового фазорасщепителя, выходы которого подключены к входам соответственно отражателей вытекающего и втекающего токов, первые выходы которых подключены к входу управления крутизной квазилинейного операционного преобразователя напряжение - ток и через первый конденсатор - к общей шине, вторые выходы отражателей вытекающего и втекающего токов соединены соответственно, с первым и вторым токовыми входами синхронного детектора, токовый выход которого подключен к входу управления напряжением стыковки зависимостей выходных токов от входного напряжения плеч квазилинейного операционного преобразователя напряжение - ток и через второй конденсатор - к общей шине, Q при этом выход генератора переменного напряжения соединен с входами управления первого и второго источников тока и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с опор- 5 ным входом синхронного детектора.

5

0

5

Vi inVHO

Фиг.I

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности управления крутизной. Устройство содержит квазилинейный операционный преобразователь 1 напряжение - ток, источники 2 и 3 тока, резистор 4, токовый фазорасщепитель 5, отражатели 6 и 7 вытекающего и втекающего токов, конденсаторы 8 и 10, синхронный детектор 9, формирователь 11 импульсов и г-р 12 переменного напряжения. Принцип работы данного устройства основан на подаче переменного напряжения на вход преобразователя 1. Соответствующим выбором управляющих сигналов добиваются требуемого значения выходного тока в каждой точке амплитудной х-ки преобразователя 1 таким образом, чтобы при изменении входного напряжения не требовалось изменять значения двух управляющих сигналов. Только в этом случае получают амплитудную х-ку преобразователя 1 требуемого линейного вида. Цель достигается за счет обеспечения автоматической установки сигналов управления преобразователем 1. 2 ил.