Преобразователь кода в сопротивление Советский патент 1991 года по МПК H03M1/66 G06G7/12 

Во1

Я

$h

( СЛ СО

СА СО

Ю

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в качестве программируемого электрического сопротивления в автомати1 зированных контрольно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение линейности характеристики преобразования, расширение динамического диапазона имитируемых сопротивлений и расширение области применения за счет обеспечения возможности имитации отрицательных сопротивлений. Преобразователь кода в сопротивление содержит образцовый резистор 1, операционный усилитель 2, умножающий цифроаналого- вый преобразователь 3 с биполярным выходом, дифференциальный усилитель 4, входную шину 5 преобразуемого кода, первую 6 и вторую 7 выходные шины. Цель достигается за счет введения дифференциального усилителя 4 и выполнения умножающего цифроаналогового преобразователя 3 с биполярным выходом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

ТЕ

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в качестве программируемого электрического сопротивления в автоматизированных контрольно-измерительных системах. .

Цель изобретения - повышение линейности характеристики преобразования, расширение динамического диапазона имитируемых сопротивлений и расширение области применения за счет обеспечения возможности имитации отрицательных сопротивлений.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя кода в сопротивление.

Преобразователь кода в сопротивление содержит образцовый резистор 1, операционный усилитель 2, умножающий цифроана- логовый преобразователь 3 с биполярным выходом, дифференциальный усилитель 4, входную шину 5 преобразуемого кода, первую 6 и вторую 7 выходные шины.

Преобразователь кода в сопротивление работает следующим образом.

Ток, протекающий через первую выходную шину 6, создает на образцовом резисторе 1 падение напряжения. Это напряжение через дифференциальный усилитель 4 поступает на аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя 3, с помощью которого оно масштабируется в соответствии с текущим значением кода на входной шине 5. Выходное напряжение умножающего цифроаналогового преобразователя 3 (последнее определяется относительно шины нулевого потенциала) поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 2. Отсюда видно, что в преобразователе кода в сопротивление имеется контур общей обратной связи. Помимо общей обратной связи в преобразователе имеется местная обратная связь, которой охвачен операционный усилитель 2 через образцовый резистор 1.

Действие указанных обратных связей приводит к тому, что в преобразователе устанавливается и поддерживается определенное, зависящее от кода на входной шине 5, соотношение между напряжением на выходных шинах 6 и 7 и падением напряжения на образцовом резисторе 1. То есть, между выходными шинами б и 7 преобразователя кода в сопротивление имитируется электрическое сопротивление, зависящее от текущего значения кода на входной шине 5, причем при изменении значения знакового

разряда преобразуемого кода изменяется знак имитируемого сопротивления.

Сказанное выше, можно проиллюстрировать следующими аналитическими выражениями. На основании теории обратных связей коэффициент передачи преобразователя кода в сопротивление может быть представлен в виде

Koc R1-K4/(Rr + R1-K3-K4)

а сопротивление между выходными шинами 6 и 7 равно

UBWX/IBMX РВЫХ R1 K3 K4. т где Увых, вых напряжение между выходными шинами 6 и 7 и ток, протекающий по

шине 6 соответственно; Rl-сопротивление образцового резистора 1, Rr - внутреннее сопротивление источника тока Вых. подключаемого к шине 6; К4 - коэффициент передачи дифференциального усилителя 4;

КЗ - коэффициент передачи умножающего цифроаналогового преобразователя 3, значение которого пропорционально значению кода на входной шине 5.

Из выражения для RBbix видно, что

значение имитируемого сопротивления линейно зависит от значения КЗ, а, следовательно, и от значения преобразуемого кода. Отсюда же следует, что для изменения знака имитируемого сопротивления достаточно изменить знак коэффициента передачи умножающего цифроаналогового преобразователя 3. Последнее обеспечивается за счет использования умножающего цифроаналогового преобразователя

с биполярным выходом и введением в управляющий код знакового разряда. Диапазон имитируемых значений сопротивлений определяется значением сопротивления образцового резистора 1 и коэффициентом передачи дифференциального усилителя.

Здесь следует отметить, что при реализации отрицательных значений имитируемого сопротивления общая обратная связь становится положительной, что может

явиться причиной возбуждения преобразователя кода в сопротивление. Однако, обеспечение по входной шине 6 режима генератора тока (R1« Rr) в значительной степени уменьшает возможность возникновения

возбуждения. Для исключения возбуждения необходимо обеспечить выполнение условия К4 Rr/Ri.

Формула изобретения 1. Преобразователь кода в сопротивление, содержащий умножающий цифроана- логовый преобразователь, цифровые входы которого являются входной шиной преобразуемого кода, а выход соединен с

неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого является первой выходной шиной и соединен через образцовый резистор с выходом операционного усилителя, шина нулевого потенциала является второй выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности характеристики преобразования и расширения динамического диапазона имитируемых сопротивлений, в него введен дифференциальный усилитель, неинвертирующий и инвертирующий входы которого подключены соответственно к инвертирующему входу и выходу

операционного усилителя, выход дифференциального усилителя соединен с аналоговым входом умножающего цифроа- налогового преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности имитации отрицательных сопротивлений, умножающий цифроаналого- вый преобразователь выполнен с биполярным выходом, а старший разряд цифровых входов является знаковым входом преобразователя кода в сопротивление.