Преобразователь напряжение-ток
Иллюстрации
Реферат
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК , содержащий первый транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор - к первому входному выводу, а база - к выходу первого операционного усилителя , неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , в него введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а база - § к выходу второго операционного уси- (/) лителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому входному выводу . И f
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
П9) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3502286/24-07 (22) 22.10.82 (46) 07.06.84. Бюл. В 21 (72) И.Р.Соболевский (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621 ° 314.58(088.8) (56) 1. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. Под ред. A.A.Васенкова и Я .А .Федотова, вып. б, М ., Радио и связь, 1981, с, 138.
2. Заявка ФРГ М 2711864, кл . G 05 F 1/56, 06 . 10 . 77, 3. Алексеенко A.Ã., Коломберт Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИСИ. М., Радио и связь, 1981, с. 148, (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК, содержащий первый транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллек1(5)) G 05 F 1 56; G 06 G 7 164 тор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер — к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор — к первому входному выводу, а база — к выходу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер — к инвертирующему входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а база — Я к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому входному выводу.
1096622
Изобретение относится к преобразо- вателям электрических сигналов и может быть использовано в аналоговой вычислительной технике, в частности в аналоговых перемножктелях сигналов.
Известны преобразователи напряжение-ток, содержащие два транзистора с эмиттерными резисторами, подключенные базами к входным выводам, а коллекторами — к выходным выводам устройства (1) и j2) .
I 10
Недостатком преобразователей является низкая точность преобразования напряжение-ток .
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преоб- т5 разователь напряление-ток, содержащий транзистор с резистором в цепи эмнттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к неинверткрующему входу опера- 2() ционного усилителя и через резистор к первому входному выводу, а база к выходу операционного усилителя, некнвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу (3) .
Недостатком известного устройства является низкая точность преобразования напряжение-ток.
Цель изобретения — повышение точности преобразования напряжение-ток.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение-ток, содержащий первый транзистор с резис„тором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмкттер — к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор — к первому входному выводу, а база — к выходу первого операционного усилителя, неинверткрующий вход которого подключен к второму входному выводу, введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер — к неинвертирующе- 45 му входу второго введенного операционного усилителя к через резистор к второму входному выводу, а базой к выходу второго операционного усилителя; неинвертирующкй вход которого5() подключен к первому входному выводи.
На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя.
Преобразователь наттряженке-ток содержит первый транзистор 1 с резистором 2 в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу .3, первый операционный 60 усилитель 4, первый 5 и второй 6 вход ные выводы, второй транзистор 7 с резистором 8 в цепи эмкттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу 9, второй операционный усилитель 10, а также резисторы 11 и 12 во входных цепях операционных усилителей 4 и. 10.
Устройство состоит из двух половин, в основе каждой из которых лежит последовательное соединение операционного усилителя и базовой цепи тран-. зистора, охваченных глубокой отрицательной обратной связью.
Работа схемы поясняется следующей системой уравнений:
U Ы =-П,; акоп Нэ = Ua: Э + (тбэ = U &e>x т к("» + нэ) = явь т (1) (2) (3) (4) где К вЂ” дифференциальный коэффициент усиления операционного усилителя; — управляющие напряжения, воздействуюптие соответственно на неинвертирующий и инверткрующкй входы операционного усилителя; напряжение питанкят токи в цепях источников соответственно управляющего напряжения к напряжения питаният
П ии1
Е
IÎ п т = ---(ц - тт ) (5)
1 и<.
R . К вЂ” ---(Е + О(-----) (6)
1 0бЭ
"э к
ТОк в цепи коллектора транзистора равен
I = pl (-- — -- - (- — д,т ) - --), (7)
Е Ug U, R +R
R R K ННЭ где сс — коэффициент передачи эьжт, терного тока транзистора.
Поставив в последнее выражение уравнения (5) и (6), учитывая, что
"бъ(К i< U получим
О((-- - -- + - ----- U )
Е Ug R» + R а, R RR> (8) Поскольку левая половина устройства управляется по неинвертирующему о входу первого операционного усилителя
В., I u
U эмиттерные токи, напр яжения и сопротивленият
Нбэ — напряжение на переходе базаэмкттер транзистора;
Нею„ - выходное напряжение опера= цконного усклителя.
Вычитая уравнение (4) из уравнения (3) и подставляя в уравнения (1) к (2), получим выражения для токов в цепях управляющего напряжения и напряжения питания:
1096622 где 1
21
Составитель В.Ежов .
Редактор A ..Козориз Техред Т.Маточка Корректор М.Шароши
Заказ 3824/35 Тираж 842 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий
1 1 3035 у Москв ар Ж» 35 g Раушская наб ° р д 4/5
Филиал -ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
4 напряжением U „, поступающим с входа 5 преобразователя напряжение-ток, а на инвертирующий вход этого усилителя подается нулевой потенциал с вто. рого входного вывода 6 через резистор
12 и напряжение питания Е через резистор 2, то выражение (9) для этой части схемы примет вид:
I = oL (--- + -- ----- 0 ), (9)
Е и < Вз
Рз В R sx где I - ток на первом выходе 3 преобразователяя;
0L, — коэффициент передачи эмиттерного тока первого тран- 15 зистора 1;
Rg - сопротивленке резистора 12;
R3 - сопротивление резистора .2;
Аналогичным образом получается выражение и для правой половины. схема: ток на втором выходе 9 пре-25 образ ов ател я; коэффициент передачи эмиттерного тока второго транзистора 7 сопротивление резистора 11у30 сопротивление резистора 8.
Дифференциальный выходной ток предлагаемого преббразователя напряжеНие-ток
/ Е " + "Ъ 1 (Е (ф(1
hI=I,-12=< (— + — 0 )-сс — — — ") (11)
"З Р3
Предположим, что М, - shy = ob, В этом случае
Обеспечение равенства сопротивлений
R9 а R4. резисторов 2 и 8 исключает влияние напряжения питания Е на выход,ной сигнал преобразователя
Ra+ Rq 1 ,dI =К (- - — -- + --)()Ц при R -R (13)
RgRg R)
3 4
Кроме того, для нормальной работы устройства необходимо также обеспе-. чить равенство коэффициентов преобразования обеих его половин, что будет при р и 2
R R (14) юг + кЭ
Таким образом, применение операционных усилителей с большим коэффициентом усиления в каждом плече преобразователя напряженке-то< позволяет снизить до минимума norpmность преобразования, вызванную нелинейностью и разбросом парамеров, входящих элементов.