Преобразователь напряжения в ток

Преобразователь напряжения в ток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК, содержащий операционный усилитель , инверсным входом со диненныА через первый резистор с входной шиной, а выходом - через второй резистор с инверсным входом и через . последовательно соединенные эталонный и нагрузочный резисторы с общей шиной, дополнительный операционный усилитель,. соединенный выходом через третий резистор с инверсньал входсм операционного усилителя и через, четвертый резистор - со своим инверсным входом и с пятым резистором отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , прямые входы операционных усилителей соединены с общей точкой эталонного и нагрузочного резисторов , а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (31) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф\

° В

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21),3461257/1821 (22) 29 ° 06.82 (46) 23 ° 01. 84 ° Бюл, Р 3 (72) В.С. Малов, В.В. Москалев и А.В. Готовцев . (53) 621 ° 317 ° 7(088 ° 8) (56) 1. Мило В.Л. Линейные интегральные сиемы. И., Советсткое радио, .1979, с, 170, рис. 14,4 в.

2. Ееннелй Дж. Аналоговые интегральные схемы. M., Мир, 1978, с» 344, рис. 814 (прототип) . (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ТОК, содержащий операционный усилитель, инверсным входом соединенный через первый резистор с входной

ЗСЮ G 01 R 1 00 С 05 F 1 56 шиной, а выходом - через второй резистор с инверсньм входом и через последовательно соединенные эталонный и нагрузочный резисторы с общей шиной, дополнительный операционный усилитель,. соединенный выходом через третий резистор с инверсным входом операционного усилителя и через, четвертый резистор - co своим инверсным входом и с пятым резистором, о т.л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, прямые входы операционных усилителей соединены с общей точкой эталонного и нагруэочного резисторов, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной.

С3

1068823

Изобретение относится к электротехнике и.может быть использовано в качестве биполярного преобразователя напряжения в ток.

Известен преобразователь напряжения в ток, который содержит один 5 операционный усилитель (ОУ), инвертирующий вход которого через первый резистор подключен к одному источни- . ку входного напряжения, через второй резистор — к своему выходу, не- 10 инвертирующий вход через третий резистор — к второму источнику входного напряжения, через эталонный резистор — к своему выходУ и через нагрузку — к общей шине 1 . 15

В известных преобразователях напряжения в ток для получения большого выходного сопротивления величина эталонного резистора должна быть согласована с величинами остальных трех резисторов. По этой причине в них затруднено регулирование крутизны преобразования напряжения в ток, так как при изменении величины эталонного резистора одновременно необходимо перестраивать остальные согласующие резисторы. Указанный не-. достаток ограничивает применение известных преобразователей в устройствах, где необходимо автоматически менять масштаб преобразования.

Наиболее бчизким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения в ток, содержащий суммирующий операционный усилитель, инверсный вход которого 35 через первый резистор соединен с входной шиной, выход через второй резистор соединен с инверсным входом и через последовательно соединенные эталонный и нагруэочный резисторы 40 подключен к общей шине, а второй операционный усилитель инверсным входом соединен через пятый резистор с общей точкой эталонного и нагруэочного резистора, а выходом через 45 четвертый резистор и инверсным входом и через третий резистор с инверснйм входом суммирующего операционного усилителя, прямые входы операционных усилителей соединены с общей шиной (2).

Однако в известном устройстве ток в нагрузке не определен с точностью до тока в эталонном резисторе, так как существует утечка тока через входное сопротивление инвертирующего усилителя, зависящее от напряжения на нагрузке и определяющее точность масштаба преобразования известного устройства.

Целью изобретения является павы- 60 шение точности преобразования напряжения в ток.

Укаэанная цель достигается тем„ что в преобразователе напряжения в ток, содержащем операционный Усили- 65 тель, инверсным входом соединенный через первый резистор с входной шиной, а выходом - через второй резистор с инверсным входом и через последовательно соединенные эталонный и нагруэочный резисторы — с общей шиной, дополнительный операционный усилитель, соединенный выходом через третий резистор с инверсным входом операционного усилителя и через четвертый резистор.- со своим инверсным входом и с пятым резистором, прямые входы операционных усилителей соединены с общей точкой эталонного и нагрузочного резисторов, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя напряжения в ток.

Он содержит первый 1,.второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 резисторы, операционный усилитель б, дополнительный операционный усилитель 7, входную шину 8, эталонный резистор 9 и нагрузочный резистор

10. Инвертирующий вход основного усилителя б через первый резистор 1 подключен к входной шине 8, через второй резистор 2 — к своему выходу, через третий резистор 3 - к выходу дополнительного операционного уси лителя 7, инвертирующий вход которого. через четвертый резистор 4 подключен.к своему выходу, через пятый резистор 5 - к общей шине. Эталонный резистор 9 одним выводам подключен к выходу основного усилителя б, другим через нагрузочный резистор 10— к общей шине. Неинвертирующие входы основного б и дополнительного 7 усилителей соединены с общей точкой эталонного резистора 9 и иагрузочного резистора 10.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Работа устройства поясняется следующими соотношениями

0 U

0„-U4 R U1 9 R 1 Я

„.3 3

Благодаря действию отрицательной обратной связи в усилителе б через резистор 2U> будет приближаться к потенциалу неинвертирующего входа усилителя б, т.е. 04-0

Предположим, что напряжение 06,< источника входного напряжения положительно. В этом случае потенциалы

0 08 и 0 отрицательные, Дополнительный усилчтель 7 работает в режиме неинвертирукццего усилителя, поэтому

1068823. О х 0

Тогда

+Р

4 5

5 4

P aRR

3 ъ 5

UHH

В. Якимов е

Корректор А, Дзятко

Заказ 11456/39 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ужгород, ул. Проектная, 4

Филиал ППП Патент, г.

Ток Д определяется иэ соотношения

U„Р4 и

8х+U

3 1 Р нкЭR5 Я1 1 где q Rg у Йэт и Рн сотФотивления ре зисторов 1-5, эталонного резистора

9 и нагрузочного резистора 10 соответственно;

Э -.75,Ээти 3н - токи через резисторы 1-5, резистор 9 и резистор нагру- 20 зочный 10 соответственно1

0 -(,0 и Ия — падения напряжений

1 5 на резисторах 1-5, резисторе 9 и наг- 25 рузочном резисторе

10 соответственно1

U — потенциал ийвертиА рующего входы усилителя 6; 30

U> - потенциал выхода усилителя 61

U — потенциал выхода усилителя 7.

При выполнении соотношения 35

М Э

Рь два последних приращениями„= и -з кэ 5 тока 32, зависящие от 0н, взаимно компенсируются, и ток 32 перестае е .-i

1 ву зависеть от О, и будет равен 3

2 Р„.

Основной усилитель 6 работает в ре:жиме .Отражатель тока, поэтому 45 ток в нагрузке отражается прямо пропорционально отношению сопротивлений . 2 и Я . резисторов 2 и 9. г 50

Н эт 2R siR R

ЭТ ат

При этом выходной trow 3 не зависит от сопротивления нагрузки РН, а устройство представляет собой инвер- 55 тирующий усилитель с токовым выходом, Составитель

Редактор P. Цкцика Техред: O.Håö которое может работать в режиме преобразователя напряжения в ток с ко 2 эффициентом передачи Кдд-пер р

Выходной ток преобразователя прямо пропорционален входному напряжению и отношению сопротивлений Р2 и R„ и обратно пропорционален сопротивлению эталонного резистора. Утечка тока нагрузочного резистора через неинвертирующие входы усилителей незначительна.

Полученный результат достигнут благодаря тому, что напряжение нагрузочного резистора непосредственно подается на неинвертирующий вход основного усилителя, который начинает . работать в режиме Отражатель тока, и через неинвертирующий усилитель 7 и резистор 3 дополнительно регулирует составляющую часть тока через эталонный резистор, зависящую от сопротивления нагрузочного резистора. При этом выходное напряжение усилителя 5 отслеживается таким образом, что напряжение на эталонном резисторе 9 2 в д ра " = "зк

SX

В предлагаемом устройстве регулировка крутизны преобразования напряжения в ток путем изменения Р2 или R9T осуществляется независимо от регулировки согласующих резисторов "Э Ь в условии (1) .

В простейшем случае условие (1), обеспечивающее высокое выходное сопротивление усилителя, выполняется 2 при И1=ЯЭ= Р = Р5 — -к, тогда 7н =-0З„

Если же Я2=а1 ° то 3Н эт

В предлагаемом преобразователе достигнутое свойство равенства токов в эталонном резисторе и нагрузочном резисторе и отсутствие утечек выходного тока определяет высокую линейность преобразования напряжения в ток и большое выходное сопротивление устройства.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства определяется высокой точностью преобразо.— вания напряжения в ток, достигнутой без применения дополнительных средств за счет введения новых связей, введеннем цепи компенсации по схеме неинвертирующего усилителя, Изменение масштаба преобразования достигается коммутацией только одного резистора.