Преобразователь напряжения в ток Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в программируемых источниках питания для измерения параметров полупроводниковых приборов.

Известен преобразователь напряжения в ток, содержаний последовательно соединенные сумматор на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи, один вход которого соединен с входной клеммой преобразователя, токозадающий резистор и резистор нагрузки, между резистором нагрузки и вторым входом сумматора включена цепь обратной связи, выполненная на двух усилителях, один из которых включен по схеме инвертирующего усилителя по отношению к сумматору, а второй по схеме инвертирующего усилителя по отношению к первому ll

Основным недостатком извесного преобразователя является высокая погрешность из-за критичности коэффициента

преобразования к величинам сопротивлений резисторов на входах инвертирующих усилителей.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь напряжения в ток, содержащий последовательно соединенные сумматор на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи, один вход которого соединен с входной

10 клеммой устройства, токозадающий резистор и резистор нагрузки, между резистором нагрузки и вторым входом сумматора включена цепь обратной связи, выполненная на операционном

15 усилителе, включенном по схеме, ин вертирующего усилителя 2.

Недостатком данного преобразователя является ограниченньп динамический диапазон работы, который оп20ределяется величиной входного сопротивления инвертирующего усилителя Б цепи обратной связи между резистором нагрузки и входом сумматора.

Цель изобретения -- расширение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в ток, содержащий последовательно соединенные сумматор на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи,один вход которого соединен с входной клеммой преобразователя, токозадающий резистор и резистор нагрузки, меукду вторым входом сумматора и резистором нагрузки включена цепь обратной связи, выполненная на операционном усилителе, введены два разнополярных источника питания, одни выводы которых подключены к цепям питания операционного усилителя цепи обратной связи, а другие соединены между собой и подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя и через введенный резистор - к общей шине преобразователя, а инвертирующий входк резистору нагрузки, причем величина сопротивления резистора, подключенного к общей шине преобразователя равна величине сопротивления резистора, включенного в цепь обратной связи сумматора.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя напряжения в ток.

Преобразователь напряжения в ток содержит последовательно соединенные сумматор i, токозадаювщй резистор 2 и резистор 3 нагрузки. Между резистором 3 нагрузки и одним входом сумматора 1 включена цепь 4 обратной связи. Сумматор выполнен на операционном усилителе 5 с резистором 6 в цепи обратной связи и двумя входными резисторами 7 и 8, один из которых с другой стороны подключен ко входу 9 устройства. Цепь 4 обратной связи выполнена на операционном усилителе 10, цепи питания которого подключены к двум разнополярным источникам II и 12 питания. Общие выводы источников 11 и 12 питания соединены между собой и подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя 10 и через резистор 13 - к корпусу. Инвертирующий вход операционного усилителя 10 соединен с резистором 3 нагруз си, а выход - с резистором 8 сумматора 1.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

При подаче входного сигнала Ugj( через входной резистор 7 на вход операционного усилителя 5 сумматора 1 на нагрузке появляется напряжение 0, которое подается на инвертирующий вход операционного усилителя 10 цепи 4 обратной связи. Усилитель 10 преобразует это напряжение в ток, равный отношению напряжения Uj на нагрузке КцК величине сопротивления резистора 13 и необходимый для компенсации изменения тока, вызванного изменением сопротивления нагрузки R|., который через резистор 8 подается на вход сумматора 1, Это эквивалентно преобразованию напряжения входного сигнала UusfB ток, равный в общем случае произведению отношений напряжения входного сигнала Ugj( к величине сопротивления токоэадающего резистора 2 и сопротивлений резисторов 6 и 7, т.е.

„У&х ..J.6Ц

Кл R т

Как показывают испытания предлагаемого преобразователя напряжения в ток, он обеспечивает динамический диапазон от 100 мА до 10 А.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в TOKs содержащий последовательно соединенные сумматор на операционном усилителе с резистором в цепи обратной связи, один вход которого соединен с входной клеммой преобразователя, токозадающий резистор и резистор нагрузки, между вторым входом сумматора и резистором нагрузки включена цепь обратной связи, выполненная на операционном усилителе, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразователя, в него введены два разнополярных источника питания, одни выводы которых подключены к цепям питания операционного усилителя цепи обратной связи, а другие соединены между собой и подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя и через введенный резистор - к общей шине преобразователя, а инвертирующий вход к резистору нагрузки, причем величина сопротивления резистора, подключенного к общей шине преобразователя, равна величине сопротивления резистора, включенного в цепь обратной связи сумматора. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Технологическое описание испытательной системы полупроводниковых 8945814 приборов серии 600 фирмы FatrchMd, США, 2, Заявка Японии 51-6859, кл. 58 Н 3, 1976.