Операционное устройство Советский патент 1975 года по МПК G06G7/12 

1

Предлагаемое операционное устройство может быть использовано в различных широкополосных устройствах аналоговой техники для выполнения операций масштабного преобразования, интегрирования и дифференцирования вида

Z(P}

выx -

Z(P}

где /вых - выходное напряжение устройства; Ьвх - его входное напряжение; Zi(p) и ч(р}-пассивные элементы с частотнозависимым сопротивлением. В частности, оно может найти применение в качестве высокоточных преобразователей пассивных электрических комплексных величин в активные, фазосдвигающих устройств и компараторов тока.

Известны операционные устройства, которые для повышения устойчивости построены на основе повторителей напряжения и тока и не охвачены глубокой общей отрицательной обратной связью.

Недостатком таких известных устройств является сравнительно невысокая точность выполнения операций, обусловленная недостаточно низким входным и недостаточно высоким выходным сопротивлениями применяемого повторителя.

Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении точности выполнения операций вида

Z(P}

;.,v L Z,(P)

с элементами с частотнозависимыми сопротивлениями в широком диапазоне частот переменного тока при обеспечении высокой устойчивости работы.

В предлагаемом операционном устройстве эта цель достигается путем построения его на осиове повторителя тока и двух повторптелей напряжения, один из которых используется для разделения цепи нагрузки от выходиой цепи повторителя тока и для повышения выходного соиротивлеиия повторителя тока, а второй - для уменьшения входного сопротивления повторителя тока.

Схема операционного устройства изображена на чертел е.

Первый элемент с частотнозависимым сопротивлением 1, представляюший собой сопротивление Zi(/7), включен между источником входного напряжения и входом повторителя тока 2. Второй элемент с частотиозависимым сонротивлеиием 3, представляющий собой сопротивление Z2(p}, включен между выходом повторителя тока и нулевой шиной устройства. Выход повторнтеля тока 2 соединен также со входом повторителя напряжения 4, с выхода которого снимается выходное напряжение устройства бвых. Между выходом повторителя напряжения 4 и входом повторителя тока 2 включены параллельно соединенные резистор 5 и конденсатор 6. Вход второго повторителя напряжения 7 соединен со входом повторителя тока 2, первый выход - с шиной нулевого потенциала, а второй выход - с управляюш,им входом повторителя тока 2.

Предлагаемое операционное устройство работает следующим образом.

Ток, протекаюш,ий от источника входного сигнала f/вх через сопротивление 1 на вход повторителя 2, вызывает протекание в сопротивлении 3 тока, близкого по величине к току в сопротивлении 1. Падение напряжения на сопротивлении 3 через повторитель напряжения 4 подается на выходные зажимы устройства f/вых. Ток, протекающий через резистор 5 и конденсатор 6 с выхода на вход устройства, компенсирует утечку выходного тока повторителя тока через его выходное сопротивление, что равноценно увеличению его выходного сопротивления. При равенстве резистора 5 выходному сопротивлению повторителя тока, а конденсатора 6 - его выходной емкости выходное сопротивление повторителя тока будет бесконечно большим в широком диапазоне частот. Включение второго повторителя напряжения 7 таким образом, что его выходное напряжение, близкое по величине к падению

напряжения на входных зажимах повторителя тока 2, оказывается приложенным между шиной нулевого потенциала и управляющим входом повторителя тока 2, приводит к тому, что падение напряжения между входом повторителя тока 2 и шиной нулевого потенциала получается равным разности между входным и выходным напряжениями повторителя напряжения 7, которая существенно меньше самого входного напряжения этого повторителя напряжения. Это равноценно уменьшению входного сопротивления устройства.

Формула изобретения

Операционное устройство, содержащее повторитель тока, соединенный с источником входного сигнала через первый элемент с частотнозависимым сопротивлением и повторитель напряжения, вход которого соединен с выходом повторителя тока и через второй элемент с частотнозависимым сопротивлением - с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него дополнительно введен второй повторитель напряжения, вход которого соединен с входом повторителя тока, первый выход - с шиной нулевого потенциала, а второй выход - с управляющим входом повторителя тока, выход первого повторителя напряжения соединен с выходом устройства и через дополнительно введенные параллельно включенные резистор и конденсатор - со входом повторителя тока.