Преобразователь напряжения в ток Советский патент 1993 года по МПК G01R19/00 

5

-О

727

8

п

Изобретение относится к электроизмеительной технике и может быть использоано для преобразования аналоговых игналов.. .

Целью предполагаемого изобретения 5 вляется повышение выходного сопротив-. ения и обеспечение возможности линейной регулировки коэффициента реобразования напряжения в ток.

Поставленная цель достигается тем, 10 то, в преобразователь напряжения в ток, одержащий первый OY, инвертирующий вход которого через первый резистор под- . ключей к первому источнику входного напряжения, а выход соединен с 15 последовательной цепью из эталонного резистора и заземленной нагрузки, узел обратной связи с токовым выходом на втором OY с изолированным двухполярным источником питания и втором резисторе, причем 20 инвертирующий вход второго OY подключен к общей точке эталонного резистора и нагрузки, неинвертирующий вход - к средней точке изолированного двухполярного источника питания и первому выводу второ- 25 о резистора, а выход - к инвертирующему входу первого OY, второй вывод второго резистора подключен к выходу первого OY, неинвертирующий вход которого соединен со вторым источником входного напряже- 30

НИИ. .

Предложенное устройство содержит первый 1 и второй 2 источники входного напряжения, первый 3 и второй 4 OY, первый 5 и второй 6 резисторы, эталонный ре- 35 зистор 7, заземленную нагрузку 8 и изолированный двухполярный источник питания 9,10 зторого-OY 4.

В устройстве первый источник 1 входного напряжения подключен к инвертирующе- 40 му входу первого OY 3 через первый резистор 5, второй источник 2 входного напряжения подключен к неинвертирующему входу первого OY 3, выход которого соединен с последовательной цепью их эталонно- 45 го резистора 7 и заземленной нагрузки 8. Узел обратной связи с токовым выходом выполнен на втором OY 4 с изолированным двухполярным источником питания 9, 10 и втором резисторе б, Инвертирующий вход 50 второго OY 4 подключен к общей точке эта- . лонного резистора 7 и заземленной нагруз- ки 8, неинвертирующий вход - к средней точке источников 9, 10 и через второй резистор 6 к выходу первого OY 3. Токовый вы- 55 ход узла обратной связи, образованный выходом второго О Y 4, замкнут через общую точку первого резистора 5 и инвертирующего входа первого OY 3. Средняя точка двухполярного источника питания первого OY 3 подключена к общей шине устройства.

Предложенное устройство работает следующим образом. При подаче напряжений питания на первый и второй OY величина тока И через первый резистор 5 будет определяться выражением: .

li(U2-Ui- e)/Ri

где Ui и U2 - величины напряжений первого 1 и второго 2 источников;

е- напряжение между дифференциальными входами первого OY 3;

RI - сопротивление первого резистора 5.

Выходной ток 1Н в нагрузке 8 будет определяться выражением:

1н UBHX/(RO+RH), при этом Уеых С К

где Квых - выходное напряжение первого OV3;

Ro - сопротивление эталонного резистора 7;

RH - сопротивление нагрузки 8;

К - коэффициент усиления первого OY 3. . .. -.-.. -. . -

Выходной ток узла обратной связи на элементах 4,6,9,10, равный выходному току второго OY 4, определяется током через второй резистор б и записывается как:

l2 lHRo/R2

где R2 - сопротивление второго резистора 6. Здесь ток потребления второго OY 4 замыкается через источник питания 9,10 и в выражении для г не участвует. Решая уравнение для тока нагрузки н при условии равенства токов И I2, получаем следующее

значение: .. . .

lH (U2-Ui);R2-(1- y)/RoRi

где у- методическая погрешность, определяемая влиянием сопротивления нагрузки RH и конечным значением коэффициента усилия К первого OY3.

I-RO RI/(RO Ri+R2 (RO+RH)/K)

Анализ выражений показывает, что при большом значении коэффициента усиления К первого OY 3 методическая погрешность будет близка к нулю, а ток в нагрузке будет равен:

IH (u2-Ui)R2/R0 Ri: .;

Приведенное выражение показывает, что напряжение на выводах эталонного реэистора, определяющее в конечном счете .выходной ток в нагрузке, пропорционально отношению сопротивлений резисторов R2/R1, т.е. коэффициент преобразования входных напряжений в выходной ток является линейной функцией сопротивления Ra второго резистора 6. Например, при Rt Ra напряжение 1)6 на выводах эталонного резистора 7, равное 1нРо, будет равно разности (U2-Ui) входных напряжений второго и первого источников 2 и 1. а при R2 в 2 RI напряжение Uo 2(L)2-Ui).

Предложенное устройство обеспечивает большое входное сопротивление по второму входному источнику и конечное входное сопротивление по первому входному источнику, определяемое сопротивлением RI первого резистора 5 и которое может быть достаточно большим.

Выходное сопротивление устройства велико и определяется выражением:

Ret™ - (Ro Ri К /R2+Ro+RH)

Таким образом, в отличие от прототипа в предложенном устройстве регулировка коэффициента преобразования напряжения в ток путем изменения сопротивления не прг/шодит к резкому снижению выходного сопротивления устройства.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в ток, содержащий первый операционный усилмтель, инвертирующий вход которого через первый резистор подключен к первому источнику входного напряжения, а выход соединен с последовательной цепью из эталонного резистора и заземленной нагрузки, и узел обратной связи с токовым выходом на втором операционном усилителе с изолированным двухполярным источником питания и втором резисторе, при этом инвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к общему выводу эталонного резистора и заземленной нагрузки, неинвертирующий вход - к среднему выводу изолированного двухполярно- го источника питания к первому выводу

второго резистора, а выход - к инвертирующему входу первого операционного усилителя, от л и чаю щ и и с я тем, что, с целью достижения линейного регулирования коэффициента преобразования и повышения выходкого сопротивления, второй вывод второго резистора подключен к выходу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с вторым источником входного напряжения.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение выходного сопротивления и обеспечение возможности программного управления коэффициентом передачи. Преобразователь напряжения в ток содержит первый 1 и второй 2 источники входного напряжения, первый 3 и второй 4 операционные усилители, первый 5 и второй 6 резисторы, эталонный резистор 7, заземленную нагрузку 8 и изолированный двухполярцый источник питания 9,10 второго операционного усилителя. Второй операционный усилитель 4, второй резистор 6 и изолированный двухполярный источник питания 9,10 образуют узел обратной связи с токовым выходом. Новым в преобразователе напряжения в ток является подключение входных цепей узла обратной связи с токовым выходом к выводам эталонного резистора, причем токовый выход указанного узла замкнут через первый резистор и первый источник входного напряжения. В предложенном устройстве достигнута возможность линейного регулирования- коэффициентом передачи посредством изменения номинала второго резистора. 1 ил.