Вычитающее устройство

Вычитающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИИИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый дифференциальный операционный усилитель, между выходом которого, являющимся выходом устройства, и инвертирувэдим входом включен первый масштабный резистор, второй и третий масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены k инвертирующему входу первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы сбединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго дифференциального операционного усилителя, соединенным через четвертый масштабный резистор с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя, подключенным через пятый масштабный резис тор ко второму входу устройства, неинвертирующий вход (Второго дифференциального операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала , отличающееся тем, что, с целью повышения точноети/ в него введен резистивный делитель напряжения, кр&йние выводы которого подключены соответственно к инвертирующему входу второго дифферен W циального операционного усилителя и шине нулевого потенциала, а средний вывод подключен к неинвертирующему входу первого дифференциалвного операционного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) 3(50 6 06 G 7 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУЮ/ (21) 3373616/18-24 .(22) 30;.12.81 (46) 15..04.83. Вюл.914 (72) В.В. Туренко и И.В. Фратини (53) .681.335(088.8) (56) 1. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред.

Дж.Грэма, М., "Мир", 1974, с.222-.

224, фиг;6 ° 1.

2. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. Л., "Энергия", 1974, с.63,64, рис.5-13 (прототип). (54)(57) ВЬИИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый дифференциальный операционный усилитель, между выходом которого, являющимся выходом устройства, и инвертирующим входом . включен первый масштабный резистор, .второй и третий масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы адединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго дифференциального операционного усилителя, соединенным через четвертый масштабный резистор с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя, подключенным через пятый масштабный резис" тор ко второму входу устройства, неинвертирующий вход второго дифференциального операционного усилите- ля соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен резистивный делитель напряжения, крайние выводы которого подключены соответственно к инвертирующему входу второго дифферен циального операционного усилителя. и шине нулевого потенциала, а средний вывод подключен к неинвертирующему входу первого дифференциалвного операционного усилителя. Я

1012?75

65

Изобретение относится к аналоговой обработке сигналов и может быть использовано в,вычислительной техникедля выполнения операции вычитания двух напряжений, в измерительной

P технике для усиления сигналов дифференциальных датчиков, в автоматике для построения сравнивающих устройств систем управления и т.п.

Известно вычитающее устройство,. содержащее операционный усилитель (ОУ) и два делителя напряжения, один из которых включен между первым входом и общей шиной устройства, а второй — между вторым входом устройства и выходом ОУ. Выходы 15 первого и второго делителей соедииены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами Оу 1).

Недостатками этого устройства являются ограниченная точность определения разности входных напряжений, обусловленная погрешностями усиления синфазного сигнала, поступающего на входы ОУ, различные входные сопротивления по обоим входам 75 устройства и сложность в настройке: например, для изменения коэффициента передачи по раэностному сигналу необходимо одновременно очень точно изменять соотношение сопротивлений в обоих делителях напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вычитающее устройство, содержащее ин вертирующий масштабный усилитель на одном ОУ и инвертирующий сумматор на другом ОУ. При этом первый вход инвертирующего сумматора соединен с выходом инвертирующего мас.". штабного усилителя, вход которого и второй вход сумматора являются соответственно первым и вторым входами устройства (2).

Данное устройство характеризуется недостаточно высокой точностью, обусловленной наличием двух ОУ, по- 45 вишенным значением уровня шумов, сме щением нуля и дрейфом в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — повышение точности устройства. 50

Поставленная цель достигается тем, что в вычитающее устройство, содержащее первый дифференциальный операционный усилитель между выходом которого, являющимся выходом 55 . Устройства, и инвертирующим входом включен первый масштабный резистор, второй и третий масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу 60 первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы соединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго дифференциального операционного усилителя, соединенным через четвертый масштабный резистор с инвер-;. тирующим входом второго дифферен-: циального операционного усилителя, подключенным через пятый масштабный резистор ко второму входу устройст-- ва, неинвертирующий вход второго дифференциального операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, введен резистивный делитель напряжения, крайние выводы которого подключены соответственно к инвертирующему входу второго дифференциального операционного усилителя и шине нулевого потенциала, а средний вывод подключен к неинвертирующему входу первого дифферен, циального операционного усилителя.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства", на фиг.2 — его эквивалентная схема для полезного сигнала и напряжения помехи дифференциального усилителя.

Вычитающее Устройство (фиг.1), содержит первый 1 и второй 2 дифференциальные операционные усилители, масштабные резисторы 3-7, резистивный делитель 8 напряжения на резисторах 9 и 10. сопротивления резисторов соответственно, Ом, E„ Е вЂ,напряжения на .первом и втором входах устройства соответственно, 6„- — приведенное ко входу напряжение помехи, включающее напряжение смещения нуля, его дрейф и шумы ОУ2(В).

Суммарное сопротивление резисторов

9 и 10 выбирается преимущественно из условия р, р, )р. (1)

«> «О 7

Устройство работает следующим образом.

При введении резистивного делителя 8 (фиг.1) напряжение помехи можно определить по формуле (фиг.2)

oq=-« q). " а.к " О М)(2> e k 8= R„î ® + ) .резистивного делителя 8.

Учитывая, что в формуле 2 знаки перед слагаемым, содержащим Е; противоположны, значение коэффициента пеРедачи VЭ т можно выбРать таким образом, чтобы напряжение помехи на выходе устройства было равно .к

+ (3)

R7+ReV R4 RЪj 3) или с учетом условия л RsRe=R„Rs

Ка К .4 опт . «(4) + кл

1012275

Составитель A. Маслов

Редактор М. Келемеш Техреду.Гергель КорректофЛ.Тяско ;Х

Заказ 2767/б1 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

:где }(„ =Йь(— коэффициент передачи дифференциального опе рационного усилителя 2, К-Въ !К4- коэффициент. передачи разностного сигнала.

Из формулы (4:) видно, что оптимальный коэффициент передачи делителя 8 всегда меньше единицы. Следовательно, используя формулу (4). можно выбрать соотношение сопротив лений резисторов ф и 10, при котором lO дрейф нуля и напряжение шумов Оу 2 будет практически полностью скоМпенВ vacTHocTH, приК ф ф =Я3, ри К= = 1 > Kgоцт - =2/3.

Таким образом, положительный зф- 35 фект в предлагаемом устройстве

4 заключается в повышении точности выполнения операции вычита- ния за счет уменьшения погрешностей, связанных с дрейфом нуля и напряжением шумов первого ОУ 2.

Кроме этого, использование пред- . лагаемого изобретения. позволяет упростить и удешевить устройство за счет применения в качестве ОУ 2 более простых дешевых и недефицитных ОУ с большими значениями дрейфа нуля и напряжения шумов, а также за счет исключения при регулировке устройства операции балансировки смещения нуля ОУ 2.