Операционный блок Советский патент 1991 года по МПК G06G7/12 

Второй операционный усилитель 6 совместно с операторным двухполюсником 9 и операторными двухполюсниками 7 и 8 образуют операторный двухполюсник с отри- цательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1. Это позволяет осуществить компенсацию импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5 и расширить класс решаемых им задач.

Кроме этого, использование в качестве первого операционного усилителя 1 и второго операционного усилителя 6 двухка- нального операционного усилител.я с близким по каждому из каналов усиления напряжением смещения позволяет уменьшить погрешность операционного блока, вызванную напряжением смещения и, как следствие этого, расширить его динамиче- ский диапазон.

Относительно инвертирующего входа операционного усилителя 6 операционный блок описывается уравнением вида

-(zT +T pl+TSTp))

уПГгЛ-4- (Р) -|. IWl (Р) | (P)

иф) + 2Г(ру + 25Ф) + +zi (р)

0)

где Zi(p), Z2(p), Zs(p) - импедансы операторных двухполюсников 5, 4 и операторного двухполюсника 7;

UBx(p) - входное напряжение операционного блока;

ивых(р) (Р) +

+ /1+MB)-Z(p)z(p)U(p).

V Zi(p) Za (р) Zs (р)/

Принимая, что

Z2(pjz,(p), g(Pj (} Z3(p)Z5(p)1+zTtp) (3)

получим зависимость между входным и выходным напряжениями операционного блока в виде

и.ых,(Р) (р).

(4)

Следовательно, операционный блок инвертирует входной сигнал и может выполнять операцию интегрирования (Zi(p) R, Z2(p) 1/рс), дифференцирования (Zi(p) 1/рс, Z2(p) R) или выступать в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся от нуля до -(R2/RO.

Остановимся далее на метрологических характеристиках предложенного операционного блока. При этом рассмотрим влияние напряжений смещения первого и второго операционных усилителей 1, 6 (UcM.i(p), UCM.2(p) на точность работы операционного блока. Для этого соединим информационный вход 2 операционного блока с шиной 10 нулевого потенциала и запишем его уравнение относительно неинвертирующего и инвертирующего входов второго операционного усилителя 6 в виде:

(Щр) xU(p)

. Ub.x.1 (p) UMJ(P) n

t + -) )(u(P)-UM,(P))

Ub

Т 1- Выразив из второго уравнения Квых.ф) и подставив его в первое, после преобраэо- вания и учета зависимости (3) получим, что

(5)

u-(W-()x

XU.2(p)-|$lU,(p).

Выбирая в качестве первого и второго операционных усилителей 1, 6 двухканаль- ный операционный усилитель 6 близкими по значению напряжениями смещения UCM.I(P) S UCM.2(p) и задаваясь 7з(р) Zi(p). получим из выражения (5) выражение вида

(5)

Квых (р)

(6)

ДЦ„(Р) + ЦМ.2(Р)

где Л UCM. (р) Цм.1 (р) - Цм.2 (р) .

Из выражения (6) следует, что в режиме

интегрирования и дифференцирования операционный блок имеет ошибку, зависящую только от разности близких по значению напряжений UCM.I(P). UCM 2(р). Кроме того.

операционный блок осуществляет операцию инверсий знака входного напряжения и. учитывая, что входное сопротивление предложенного операционного блока велико, в режиме дифференцирования существенно повышается помехозащищенность.

Формула изобретения

15

Операционный блок, содержащий два операционных усилителя и пять операторных двухполюсников, выход первого операционного усилителя является выходом блока и подключен к первому выводу первого операторного двухполюсника, инверти- 20 рующий и неинвертирующий входы второго операционного усилителя соединены с общими выводами соответственно второго, третьего и четвертого, пятого операторных двухполюсников, а выход подключен к сво25 бодным выводам третьего и четвертого операторных двухполюсников, свободный вывод пятого операторного двухполюсника подключен к шине нулевого потенциала, о т- личающийся тем, что, с целью расши30 рения класса решаемых задач и улучшения метрологических характеристик, в нем второй вывод первого операторного двухполюсника через второй операторный двухполюсник подключен к инвертирующе35 му входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является информационным входом блока.

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных системах. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в операционном блоке, содержащем два операционных усилителя 1 и 6 и пять операторных двухполюсников 4, 5, 7, 8 и 9 с соответствующими связями, второй операционный усилитель 6 совместно с операторными двухполюсниками 7, 8 и 9 образует операторный двухполюсник с отрицательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1, за счет чего осуществляется компенсация импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5. 1 ил.