Цифроаналоговый преобразователь код-ток Советский патент 1991 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано, в частности в качестве управляемой образцовой меры тока в нагрузке.

Цель изобретения - расширение области применения за стет расширения диапазона грутизны преобразования.

На чертеже представлена функциональная схема цифроаналогового преобразователя код - ток.

Цифроаналоговый преобразователь код - ток содержит источник 1 опорного напряжения, кодоуправляемую резистивную матрицу 2 типа R - 2R,первый 3, второй 4 и третий 5 операционные усилители, второй 6, четвертый 7, третий 8 и пятый 9 резисторы,образцовый элемент (резистор) 10 и элемен нагрузки, выполненный в виде первого резистора 11.

Цифроаналоговый преобра:чватель код - ток работает следующим образом

Преобразуемый код N поступает на цифровые входы кодоуправляемой резис тивной матрицы 2 типа R - 2R, с выхода которой на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 3 поступает напряжение U, пропорциональное преобразуемому коду

U

(О

Uon KN

гдon

К

Ц

- напряжение на выходе ис- . точника 1 опорного напряжения;

4-

1EL2 а: Тм

S

а;

0; 1 значение разрядных коэффициентов преобразуемого кода.

Напряжение U поступает через резистор 10 на неинвертирующий усилитель, выполненный на втором операционном усилителе 4, втором 6 и третьем 8 резисторах. С выхода неинвертирующего усилителя сигнал гГосту5

0

5

35

30

пает на инвертирующий вход дифференциального усилителя, на неинвертирующий вход которого подается напряжение U. Дифференциальный усилитель выполнен на третьем операционном уЈи- лителе 5, четвертом 7 и пятом 9 резисторах. С выхода дифференциального усилителя сигнал подается на инвертирующий вход первого операционного усилителя 3, замыкая тем самым цепь его отрицательной обратной связи. Результатом преобразования кода в аналог является ток, протекающий через элемент нагрузки (резистор И).

Обозначим напряжение на выходах первого 3, второго 4 и третьего 5 операционных усилителей, соответственно U3 - U5., Тогда напряжение на выходе операционного усилителя 3 равно

U3 (U2 - и5)р, (2)

где {Ъ - коэффициент усиления операционного усилителя 3 без обратной связи.

Напряжение на выходе операционного усилителя 4 равно

40

U4 UM(1 + 1/т),

(3)

где Uи - падение напряжения на элементе нагрузки; m R6/R8 R7/R9; R6 - R9 - сопротивления резисторов 6-9 соответственно.

Напряжение на выходе операционного усилителя 5 равно

U.

(Us - UjyKm + 1)

(4)

I

Поскольку входное сопротивление one- рационного усилителя 4 велико, то напряжение Uj можно представить в виде

u VRos + (5)

где , RH - ток через элемент 1 1

нагрузки и сопротивление элемента нагрузки соответственно;

R

ОБ

- сопротивление образцового резистора 10. Подставляя (5) в (4) получим.

(7)

иг

IHRof.(ra+l).

(6)

(7

После подстановки (5) и (6) в (2), получим выражение для тока Iu

(7)

IH«

U 2.

Roe()

RJJJB + RH

Т

Поскольку для операционных усилителей справедливо соотношение , т

-«

выражение (7) можно упростить и с учетом (1) выражение для тока 1И че рез элемент нагрузки можно представить в видеri

Uftn У 2 -а:

1МJon

R

ОБ

i.L

(ш + 1)

(7)

Из последнего выражения следует, что подбирая коэффициент и значение сопротивления образцового резистора 10 можно в широких пределах регулироват крутизну характеристики преобразования кода в ток, при этом значение тока через элемент нагрузки не зависит от его сопротивления RH. Формула изобретения

Цифроаналоговый преобразователь код - ток, содержащий элемент нагрузки, выполненный в виде первого резис(7)

15

с я тем,что, с целью расширения области применения за счет расширения диапазона крутизны преобразования, в него введены неинвертирутощий усилитель, выполненный в виде второго операционного усилителя, второго и третьего резисторов, дифференциальный усилитель, выполненный в виде ю третьего операционного усилителя,четвертого и пятого резисторов, и образцовый элемент, выполненный в виде шестого резистора, а кодоуправляемая резистивная матрица выполнена в виде резистивной матрицы типа Р - 2R с . выходом по напряжению, второй аналоговый вход которой подключен к второму выходу источника опорного напряжения и соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом третьего операционное го усилителя и через шестой резистор соединен с вторым выводом первого резистора и с неинвертирующим входом второго операционного усилителя,неинвертирующий вход которого через второй резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а через третий ре- 30 зистор - с выходом второго операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя соединен с неин- вертирующнм входом первого операционного усилителя, а через четвертый ре20

25

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано, в частности, в качестве управляемой образцовой % меры тока в нагрузке. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения расширения диапазона крутизны преобразования.Цифро- аналоговый преобразователь код - ток

тора, первый вывод которого подключен $$ зистор - своим инвертирующим входом.

к шине нулевого потенциала, источник опорного напряжения, первый выход которого соединен с первым аналоговым входом кодоуправляемой резистив- ной матрицы, цифровые входы которой являются входной шиной преобразуемого кода, а выход соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, отличающий Редактор С.Патрушева

Составитель Н,Капитанов Техред М.Моргентал

Заказ 1421

Тираж 470

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва/ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

первый и второй выводы пятого резистора подключены соответственно к инвертирующему входу третьего и к выходу второго операционных усилителей, при этом отношение сопротивлений второго и третьего резисторов, а также четвертого и пятого резисторов равно действительному положительному числу т.

Корректор И.Муска

Подписное