Преобразователь напряжения в ток

Преобразователь напряжения в ток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК по авт. св. № 746302, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в него дополнительно введены дифференциальный масштабньй усилитель, первый вход которого подключен к нагрузке и резисторам обратной связи по току, второй к выходу первого дифференциального усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом дифференциального масштабного усилителя, первый селектор сигналов отрицательной полярности , второй селектор сигналов положи тельной полярности, третий селектор сигналов отрицательной полярности, четвертый селектор сигналов положительной полярности, два источника опорных напряжений соответственно положительной и отрицательной полярности и резистор, при этом выход инвертора подключен к информационным входам первого и второго селекторов сигналов, источник опорного напряжения положительной полярности ПОД1СПЮчен к входу запрета первого селектора сигналов, источник опорного напряжения отрицательной полярности к входу запрета второго селектора сигналов, выход первого селектора сигналов соединен с входом запрета третьего селектора сигналов, выход второго селектора сигналов - с вхо (Л дом запрета четвертого селектора С сигналов, информационные входы третьего и четвертого селекторов сигналов соединены с входной ,. выход третьего селектора сигналов с масштабным резистором первого диф4)ерен- Щ1ального усилителя, а выход четвертого селектора сигналов через дополнительно введенный резистор подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыс °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР п0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 746302 (21) 3733985/24-21 (22) 19,04.84 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) В,Г. Лесков, Н.И, Фомин и И.Н. Фролов (53) 621.317.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 746302, кл. С 01 R 19/00, 1977. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ТОК по авт. св. Р 746302, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности,в него дополнительно введены дифференциальный масштабный усилитель, первый вход которого подключен к нагрузке и резисторам обратной связи по току, второй— к выходу первого дифференциального усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом дифференциального масштабного усилителя, первый селектор сигналов отрицательной полярности, второй селектор сигналов положи-. тельной полярности, третий селектор сигналов отрицательной полярности, четвертый селектор сигналов положительной полярности, два источника опорных напряжений соответственно положительной и отрицательной полярности и резистор, при этом выход инвертора подкл1очен к информационным входам первого и второго селекторов сигналов, источник опорного напряжения положительной полярности подключен к входу запрета первого селектора сигналов, источник опорного напряжения отрицательной полярностик входу запрета второго селектора

:сигналов, выход первого селектора сигналов соединен с входом запрета третьего селектора сигналов, выход второго селектора сигналов — с вхо» дом запрета четвертого селектора сигналов, информационные входы третьего и четвертого селекторов сигналов соединены с входной шиной, выход третьего селектора сигналов — с масштабным резистором первого дифференциального усилителя, а выход четвертого селектора сигналов через дополнительно введенный резйстор подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя.

1182418 а выход второго селектора 14 сигналов отрицательной полярности — с входом запрета четвертого селектора 18 сигналов отрицательной полярности ° Информационные входы третьего 17 и четвертого 18 селекторов сигналов соединены с входной ишной преобразователя, Выход третьего селектора 17 сигналов соединен с вторым выводом второго масштабного резистора 3, а выход четвертого селектора 18 сигналов через девятый масштабный резистор 19 с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя 1.

В качестве селекторов сигналов могут быть использованы известные прецизионные диодные ограничители, выполненные на операционном усилителе, Дифференциальпьп< масштабный усилитель 11 и инвертор 12 могут быть выполнены на операционных усилителях, Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Преобразователь напрях<ения в ток содержит первый дифференциальный усилитель 1, между выходом и инвертирующим входом которого включен первый резистор 2 отрицательной обратной связи, а к инвертирующему входу подключен первый вывод второго масштабного резистора 3, Между выходом первого дифференциального усилителя 1 и его неинвертирующим входом последова-. тельно включены четвертый 4 и пятый 5 резисторы обратной связи по току, а между неинвертирующим входом усилителя 1 и общей шиной — шестой масштабный резистор 6 обратной связи по то- З0 ку. Выход первого дифференциального усилителя 1 соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя 7 через седьмой масштабный резистор 8. Выход второго дифференци-gg ального усилителя 7 соединен с его инвертирующим входом через восьмой резистор 9 отрицательной обратной связи, а такх<е с точкой соединения четвертого 4 и пятого 5 резисторов через40 нагрузку 10. Преобразователь содержит также дифференциальный масштабный усилитель 11, первый вход которого соединен с выходом первого дифференциаль-. ного усилителя 1, второй — с точкой 45 соединения четвертого 4 и пятого 5 резисторов, а выход — через ипвертор 12 с информационными входами первого 13 и второго 14 селекторов сигналов соответственно положительной и отрицатель.- 0 ной полярности, входы запрета которых соединены соответственно с источниками 15 и 16 опорного напряжения положительной и отрицательной полярности.

Выход первого селектора сигналов 13 положительной полярности соединен с входом запрета третьего селектора 17 сигналов положительной полярности, Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано в измерительных преобразователях, например, для преобразования управляющего напряжения в ток обмо- 5 ток возбуждения электромагнитных усилителей.

Цель изобретения — повьппение на,дежности путем защиты от короткого замыкания и исключения таким образом 10 перегрузки элементов преобразователя, На чертеже приведена электрическая схема преобразователя напряжения в ток.

Ъ

При подаче на вход напряжения U „ отрицательной полярности на выходе третьего селектора 17 сигналов появляется напряжение +U„„, так как селектор 17 сигналов, выполненный на операционном усилителе, для сигнала отрицательной полярности является инвертором в соответствии с его детектирующей характеристикой, На выходе четвертого селектора 18 сигналов в это время сигнал отсутствует, так как он не пропускает входной сигнал указанной полярности на выход в соответствии с его детектирующей характеристикой. Инвертированный входной сигнал Цп„ поступает на вход усилителя 1 через масштабный резистор 3. На выходе усилителя 1 появляется напряжение — U<, величина которого определяется отношением сопротивлений резисторов 2 и 3. При соотношении >) 1 усилитель 1 является линейным усилителем напряжения, а обратная связь, снимаемая с резистора 4 по току с помощью делителя на резисторах 5 и 6, увеличивает его выходное сопротивление и при согласованных по величине резисторах 6,2 и 5,3 усилитель 1 работает как источник тока, управляемый входным напряжением U > . Усилитель

7 при равенстве сопротивлений резисторов 8 и 9 инвертирует входной сигнал - U< с единичным коэффициентом передачи и между выходами усили11824 телей 1 и 7 образуется суммарный сигнал 2U который прилагается к нагрузке 10 и резистору 4. Таким образом, ток I в нагрузке не изменяется при изменении сопротивления 5 нагрузки 10, так как усилитель 1 работает как источник тока. Ток нагрузки,Х, проходящий через резистор 4, образует на нем падение напряжения, которое дифференциальным 10 масштабным усилителем 11 вьделяется на его выходе и инвертируется инвертором 12.

Сигнал с выхода инвертора 12 в виде напряжения отрицательной поляр- 15 ности поступает на информационные входы первого 13 и второго 14 селекторов сигналов, на входы запрета которых с источников опорного напряжения 15 и 16 подаются соответственно 20 положительное +U и отрицательное— оП1

U ö, напряжения. Опорное напряжение +И „, обеспечивает непропускание сигнала отрицательной полярности — U на выход селектора 13, по- 25 ступающего с выхода инвертора 12.

Сигнал — И не проходит и на выход

% селектора 14, так как он является запирающим сигналом для селектора

14 и совпадает по знаку с его опор- щб ным напряжением. Если Uq = U то на выходе селектора 13 отсутствует выходной сигнал, а входной сигнал с выхода селектора 17 »а вход преобразователя, 35

При резком изменении сопротивления нагрузки 10 в сторону его уменьшения вплоть до нуля, возможном при испытаниях и эксплуатации преобразователя, через резистор 4 возрастает 40 ток нагрузки и, следовательно, возрастает величина сигнала — U обра1 в

18 4 зующегося на выходе инвертора 12,.

В этом случае сигнал — U превышает величину опорного напряжения Бо„, по абсолютной величине и на выходе селектора 13 образуется сигнал положительной полярности, который, являясь опорным для селектора 27, запирает его и на его выход входной сигнал

U „ с входной шины не проходит. Таким образом, ток нагрузки 1 ограничивается до безопасного уровня, При подаче сигнала U с входной шины положительной полярности, селектор

17 не пропускает входной сигнал, а работает селектор 18, инвертируя входной сигнал, который далее поступает через резистор 19 на вход дифференциального усилителя 7. Падение напряжения на резисторе 4, пропорциональное величине тока нагрузки 2„, вьделяется усилителем 11 и инвертируется инвертором 12. Напряжение с выхода инвертора 12 поступает на информационные входы селекторов 13 и 14. Прн уменьшении сопротивления нагрузки 10 напряжение Ug возрастает, превышая опорное -Uo„ по абсолютной величине, и на выходе селектора 14 образуется сигнал отрицательной полярности, который запирает селектор 18, вследствие чего входной сигнал Uö„ не проходит на вход усилителя 1 и, следовагельно, ток нагрузки I„ òàêæå ограничивается до безопасного уровня.

Таким образом обеспечена блокиров» ка входного сигнала с последующим снижением выходного тока при сниже» нии сопротивления нагрузки и защищены от перегрузки выходные каскады его усилителей, что повышает надежность преобразователя, 1182418 и—

Составитель А. Пучковекий

Техред Л.Микеш

Корректор А. Обручар

Редактор Л. Пчелинская

Подписное

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

Заказ 6100/43 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5