Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах с обратной связью, в которых эталонной ве личиной является одно или несколько напряжений, а регулируемой величиной постоянный ток, осуществляюяих регулирование с помощью устройств с переменным импедансом в виде полупроводниковы приборов - операционных усилителей, .вкл чаемых последовательно нагрузке. Известны преобразователи напряжениеток, содержащие сумматор и источник тока ИНедостатком этих преобразователей яв ляется малое входное сопротивление со стороны источников сигналов, а поэтому невозможность преобразования суммы напряжений от высокоомных источников сигналов. Кроме того известны преобразователи напряжение-ток, содержащие измерительный усилитель, состоящий из основного и дополнительного операционных усилитепей, резисторов, эталонного резистора и нагрузки . Однако в денных устройствах невозможно совместить функции суммирования двух и более напряжений высокоомных источников сигналов, они сложны. Цель изобретения - упрощение и расширение функциональных возможностей. С этой целью в преобразователь напряжение-ток, содержащий первый измерительный усилитель, состоящий из основного и дополнительного операционных усилителей, неинвертирующие входы которых соединены с соответствующими входными шинами, выходы операционных усилителей соответственно через Ьервый и второй резисторы подключены к собственным инвертирующим входам и выводам соответственно третьего и четвертого резисторов, другой вывод третьего резистора соединен с выходом дополнительного операционного усилителя, и цепочку, состоящую из эталонного резистора, подключенного к выходу основного операционного усилите3 ,78 введены второй измерител гш, и нагрузки ный усилитель, состоящий из основного и допопнительного, операционных усилителей, и допопнительные резисторы, причем выход основного операционного усилителя второго измерительного усилителя соединен с другим выводом четвертого резистора и через пятый резистор подключен к собственному инвертирующему входу и выводу шестого резистора, .другой вывод которого соединен с выходом дополнительного операционного усилителя второго измерительного усигштепя и через седьмой резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и выводу восьмого резистора, другой вывод которого соединен с обидим выводом эталонного резистора и нагрузки, при этом входы усилителей второго .измерительного усилителя подключены к соответствующим входным шинам. На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства. Преобразователь содержит первый изме рительный усилитель, состоящий из основного и допоппительного операционных усилителей 1, 2, резисторы 3-6, втор.ой измерительный усилитель, состоящий из основного и дополнительного операционных усилителей 7, 8, резисторы 9-12, эталон ньгй резистор 13, нагрузку 14, входные шины 15-18, выходы 19, 20, 21. Преобразователь работает следующим образом. Для упрощения примем равными сопротивления резисторов 3-6 и 9-11..Первы измерительный усилитель на операционных усилителях 1, 2 и резисторах 3-6 усиливает с коэффициентом 2 дифференциальный сигнал uVi, подаваемый на входные шины 15, 16, а синфазный сигнал JJ равный полусумме потенциалов относительно земли на шинах 15, 16, подавляет с коэф фициентом не ieiiee 70 децибелл. Выходной сигнал первого измерительного усилителя, равный 2 ts Vl. снимается между вы ходами 19, 2О. Для первого измеритель ного усилителя в целом входная щина 15 является неинвертирующим вх.одом, а вход ная шина. 16 - инвертирующим. Второй из мерительный усилитель на операционных усилителях 7, 8 и резисторах 9-11 усиливает с коэффициентом 2 дифференциальный сигнал uUf3, подаваемый на входные шины 17, 18, а синфазный ригнап, равны полусумме потенциалов относительно земли на шинах 17, 18, подавляет с коэффициентом не менее 7О децибелл. Выходной сигнал второго измерительного усилителя, .4 равный 2 1 UQ, снимается между выходами 2О, 21. Для второго измерительного усилителя в целом входная шина 17является неинвертирующим входом, а входная шина 18 - инвертирующим. В преобразователе осуществляется последовательное суммирование усиленных преобразуемых напряжений. Напряжение между выходами 19, 21 будет равно сумме усиленных преобра-х зуемых напряжений 2 (ДУ,,-fulJi2). Суммарное напряжение приложено к эталонному резистору 13, благодаря чему через эталонный резистор 13 протекает ток, пропорциональный суммарному напряжению, который протекает преимущественно через нагрузку 14. Л еньшая часть тока ответвляется через резистор 11. С целью исключения зависимости от величины сопротивления нагрузки 14 и ответвляющегося через резистор 11 тока, в преобразователе должно.быть следующее соотношение между резисторами: отношение сопротивления резистора 9 ксопротивлеаию резистора 10 должно быть равно отношению суммы сопротивлений резисторов 11 и 13 к сопротивлению резистора 1О. При этом, если это отношение, как было принято выше, равно 1, коэффициент усиления второго измерительного усилителя равен 2. Таким образом, преобразователь совмещает функцию суммирования напряжений от высокоомньгх источников сигнала и преобразования суммарного напряжения в ток, он прост по устройству, так как не содержит отдельного сумматора. Формула- изобретения Преобразователь напряжение-ток, содержащий первый измерительный усилитель, состоящий из основного и дополнительного операционныхусилителей, неинвертирующие входы которых соединены с соответствующими входными шинами, выходы операционных усилителей соответственно че,рез первый и второй резисторы подключены к собственным инвертирующим входам и выводам соответственно третьего и четвертого резистора, другой вывод третьего резистора соединен с выходом дополнитель.ного операционного усилителя, и цепочку, состоящую из эталонного резистора, подключенного к выходу основного операционного усилителя, и нагрузки, о т л и ч а ю щ ,и и с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных воз- , мОжностей, введены второй измерительный усилитель, состоящий из основного