Устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя Советский патент 1982 года по МПК G06G7/12 

Г - . , . Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразова1-елей Известны устройства повышения выходной мощности операционного усилцтеля (ОУ) с помощью усилителя мощности на дополнительных транзисторах, при этом каскад мощности включен в цепь отрицательной обратной связи ОУ 1 . к недостаткам этих устройств относится громоздкость и дороговизна из-за большого числа элементов, включенных в цепь обратной связи ОУ Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство повышения выходного напряжения операцион ных усилителей, содержащее ОУ с включенными на выходе ОУ двумя каскадами усилителей постоянного тока с обратной связью с их выхода на вход ОУ 2 . Недостатками известного устройства :является его сложность и ограниченный диапазон смещения выходного напряжения. Цель изобретения - расширение диапазона смещения выходного напряжения и упрощение устройства. Для достижения цели устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя, содержащее первый и второй масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к инвертирующему в.ходу операционного усилителя, неинвертирующий вход операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод первого масштабного резистора является входом устройства, содержит стабиШтрон и эмиттерный повторитель, вход которого через стабилизатор подключен к выходу операционного усилителя, а выход соединен с вторым выводом второго масштабного ре- . зистора и является выходом устройства. На фиг. 1 и фиг. 2 представлена схема предлагаемого устройства с отрицательным и положительным смещением соответственно. Устройство смещения выходного на П0яжения ОУ 1 с входным масштабным резистором 2 и масштабными резисторами 4 состоит из стабилитрона и транзистора 6. Транзистор 6 и ограничивающие резисторы 7 и 8 образуют экиттерный повторитель 9, обратная связь.с выхода транзистора 6 подана на инвертирующий вход ОУ через масштабный резистор k. Входное напряжение подается через резистор 2, Коэффициент передачи устройства определяется из выражения где R4 - сопротивление резистора 4, R - сО11ё 9ивление резистора 2. Для умень(иёния смещения нуля от входного тока включен резистор 3 и его величина выбирается Предельное выходное напряжение О и выходное напряжение данного устро ства связаны следующим соотношением o, Uebix-U, ,i где выходное напряжение операц онного усилителя; ebtx выходное напряжение устрой ства; Ц,,- - падение напряжения на стаб литроне 5; и5э- напряжение базо-эмиттерног перехода транзистора 6, ег величину можно считать пос янной и равной 0,,8 В. Ограничения, накладываемые предлагаемым устройством на входные и в ходные напряжения, определяются пре дельными значениями выходных напряжений ОУ (iJo макс) 1( W. м W н - р- ГО 0 макс/1

U)

О

вх woiKc):

при этом Uft..соответственно равны

вых

Bbl макс

(3) ВЫХ макс О OVMCSKC

Формула изобретения

Устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя, содержащее первый и второй масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертиру6 4 Варьируя UQ можно изменять величину , в широких пределах. Отличительной особенностью предлагаемого устройства смещения является пол-. ная независимость Ugjj,OT нестабильности и,так как величина выходного напряжения определяется только соотношением На фиг. 1 дана схема для получения выходных напряжений с отрицательным смещением (), на фиг 2 приведена схема смещения положительную сторону (). Отличие от первой схемы заключается только в том, что меняется проводимость транзистора 6 на противоположную, полярность включения стабилитрона 5 и источников питания. Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие основные преимущества:Таким образом, предлагаемое устройство позволяет смещать-выходное напряжение ОУ в широких пределах, обходя ограничения, накладываемые рабочим диапазоном Ug(,|TtOy и предельным значением величины синфазного напряжения (соотношения (2) и (З)). Значение Uebi в предлагаемом устройстве; не зависит от нестабильности, рабочего наПряжения стабилитрона Х%т напряжения между базой и эмиттером выходного транзистора (соотношение (1)).ПЬ сравнению с известным предлагаемое устройство проще, дешевле и потребляет меньше энергии и пригодно для получения смещения выходного напряжения, любой полярности, а использование в качестве выходного элемента эмиттерного повторителя позволяет увеличить ток нагрузки. Предлагаемое устройство может найти широкое применение в измерительной технике при создании ЦАП и АЦП.