Формирователь биполярных импульсов эталонного тока Советский патент 1993 года по МПК H03M1/52 H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в составе аналого-цифрооых преобразователей.

Известны формирователи биполярных импульсов тока, построенные нз основе мо- CTOGOro коммутатора из четырех ключей,;, перзая диагональ которого подключена к токостабилмзирующей цепи, я вторая диагональ - к выводом нагрузки. В известном устройстве ключи мостового коммутатора должны быть рассчитаны нл величину тока нагрузки, кроме тою, при заземлении вывода нагрузки требуется развязанный источник питания токсстгзбилизирующуй цепи.

Наиболее близок к предложенному устройству известный формирователь биполярных импульсов тока, содержащий кольцевой диодный модулятор, первый вывод первой диагонали которого подключен к первому выводу элемента нагрузки, а второй вывод подключена выходу формирова- .теля биполярных импульсоз напряжения, вторая диагональ кольцевого диодного модулятора подключена к входу и выходу токо- стабилизирующей цепи. Известный форирователь отличается сложностью практической реализации, т.к. в нем должен быть применен формирователь биполярных импульсов напряжения, выходные шины кото j ю

ю ел чэ

ого рассчитаны на величину тока нагрузи. Кроме того, о известном устройстве в ачестве выходных шин формирователя иполярных импульсов напряжения исользованы прямой и инверсный выходы, оэтому при заземлении вы вола нагрузки в стройстве требуется иезаземленный исочник пита,ния триггера.

Целью изобретения является упрощение известного устройства путем применения слабртрчных ключевых элементов и исключения гальванически развязанных исочников напряжения питания,

Цель достигается тем, что, в известном формирователе биполярных импульсов эталонного тока формирователь биполярных импульсов напряжения выполнен на операционном усилителе и мостовом коммутаторе, а токостабилизирующая цепь - на двух резисторах, образующих первые диагональные плечи токостабилизирующей цепи, и двух стабилитронах, образующих вторые диагональные плечи токостабилизирующей цепи, при этом первая диагональ мостового

коммутатора подключена к первой диагонали токостабилизирующей цепи, вторая диагональ которой является соответственно входом и выходом токостабилизирующей цепи, а вторая диагональ мостового коммутатора подключена к дифференциальным входам операционного усилителя, выход которого является выходом формирователя биполярных импульсов напряжения, второй вывод элемента нагрузки является шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена электрическая схемд устройства, содержащего токо- стабилизирующую цепь 1, формирователь биполярных импульсов напряжения 2, кольцевой диодный модулятор 3 и элемент нагрузки 4. Токостабилизирующая,{ цепь 1

содержит .первый 5 и второй 6 резисторы и первый 7 и второй 8 стабилитроны, Формирователь биполярных импульсов напряжения 2 содержит мостовой коммутатор из четырех управляемых ключей 9-12, операционный усилитель 13 и биполярный источник питания 14, 15,средняя точка которого образует шину нулевого потенциала. Кольцевой диодный модулятор 3 образован диодами 16-19.

Устройство работает следующим образом.

При поддче управляющего сигнала, включающего ключи 10 и 11 и выключающего кп оч1.) Э и 2. инвертирующий их од операционного усилителя 13 подключав гея к точке соединйнич элементов 6 и 7. а неин- в ртирующии х точке соединения З кментсй 5 и 8. В лго.м случче на вь ходе

операционного усилителя 13 возникает положительное напряжение относительно шины нулевого потенциала, что приводит к открыванию диодов 16 и 19 и закрыванию

диодов 17 и 18. Эталонный ток положительной полярности через нагрузку 4 будет протекать через диод 16, стабилитрон 7 и резистор 6 и параллельно через резистор 5 и стабилитрон 8 и замыкаться через диод 19.

Его величина будет стабильной и определяться суммой токов через стабилитроны 7 и 8, которые будут стабильными благодаря действию отрицательной обратной связи через операционный усилитель 13, и равна

значению:

1н ст7 + 1ст8 UcT8/R6 + UcT7/R5,

где ICT и 1Ст8 - токи через стабилитроны 7 и 8;

UCT и Уста - напряжения стабилизации стабилитронов 7 и 8;

RS и Re - номиналы резисторов 5 и 6. При подаче управляющего сигнала, включающего ключи 9 и 12 и выключающего ключи 10 и 11, инвертирующий вход операционного усилителя 13 подключается к точке соединения элементов 5 и 8, а неинвертирующий вход - к точке соедмне- ния элементов 6 и 7. В этом случае на выходе операционного усилителя 13 возникает отрицательное напряжение относительно шины нулевого потенциала, что приводит к открыванию диодов 17 и 18 и закрыванию диодов 16 и 19. Эталонный ток отрицательной полярности через нагрузку 4 будет протекать через диод 17, резистор 6 и стабилитрон 7 и параллельно через стабилитрон 8 и резистор 5 и замыкаться через диод 18. Его величина будет стабильной и также определяться суммой токов через стабилитроны 7 и 8.

Таким образом, изменение управляющего сигнала на входе устройства будет приводить к изменению полярности эталонного тока на выходе устройства с сохранением его величины.

В устройстве один из стабилитронов 7 или 8 может быть заменен резистором. Например, при замаме сглби.лнтрЬиа 7 ре- . зистором с номиналом R величина эталонного тока в нагрузке 4 будет определяться значением:

1н -- Ucrn/Ro + UcnsRT/RoRG. 5

Фор м у л п изобретения

Формирователь биполярных импульсов эталонного тока, содержащим кольцевой диодный модулятор, первый ичнод дизгонали которого подключен к первому выводу элемента нагрузки, а второй вывод подключен к выходу формирователя биполярных импульсов напряжения, вторая диагональ кольцевого диодного модулятора подключена к ё ходу и выходу токообразую- щей цепи, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, формирователь биполярных импульсов напряжения выполнен на операционном усилителе и мостовом коммутаторе, а токостабилизирую- щая цепь - на двух резисторах, образующих первые диагональные плечи токостабилизи- рующей цепи, и двух стабилитронах, обра

зующих вторые диагональные плечи токо- стабилизирующей цепи, при этом первая диагональ мостового коммутатора подключена к первой диагонали токостзбилизиру- ющей цепи, вторая диагональ которой является соответственно входом и выходом токостабилизирующей цепи, а вторая диагональ мостового коммутатора подключена к дифференциальным входам операционного усилителя, выход которого является выходом формирователя биполярных импульсов напряжения, второй зызод элемента нагрузки является шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в составе аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - упрощение устройства за счет применения слаботочных ключевых элементов на предельный ток менее тока нагрузки и использования биполярного источника питания устройства, средний вывод которого подключен к выводу нагрузки и общей шине устройства. Устройство содержит операционный усилитель, токостабилизирующий четырехполюсник в составе первого и второго резисторов, первого и второго стабилитронов, диодный мост в составе импульсных диодов, заземленную нагрузку, мостовой коммутатор в составе управляемых ключей и биполярный источник питания, средняя точка которого подключена к заземленному выводу нагрузки. В устройстве любой из стабилитронов может быть заменен резистором. Управляющие входы ключей мостового коммутатора .образуют управляющий вход устройства, изменение сигнала которого приводит к изменению полярности импульса,. эталонного тока на выходе устройства с сохранением его величины. 1 ил. to С