Развязывающий преобразователь напряжения в ток
Патент 1448383
Авторы
Классы МПК
Развязывающий преобразователь напряжения в ток
Иллюстрации
Реферат
Изобрете ще относится к,радиотехнике . Цель изобретения - расширение динамического диапазона путем уменьшения дрейфа нуля. Устройство содержит операционный преобразователь 1 напряжения в ток (ПНТ), операцион- 1ЫЙ усилитель 2, транзисторы 3 и 4, отражатели 5 и 6 тока и конденсатор 7. Цель достигается введением операционного усх ителя 2, транзисторов 3 и. 4, имеющих разную структуру и отражателей 5 и 6 тока, с помощью которых выходной ток не содержит постоянной составляющей и не зависит от входного напряжения смещения нуля ПНТ 1. 1 ил. г i сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН g4 Н 03 F 3/45
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ
ПРИ fHHT СССР (21) 4210638/24-09 (22) 16.03.87 (46) 30. 12.88. Бюл. Ф 48 (71) Московский инженерно-физический институт (72) М.Н.Краснов, А.М.Кузюкин и С.Н.Лубянов (53) 621.375.026 (088.8) (56) IEFE 7ransactions oncircuits
and systems, vol. cas — 31, N0. 7, July 1984, с. 647, фиг.4.
„„Я0„„3448383 А 1 (54) РАЗВЯЗБВАИИИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК (57) Изобретение относится к,радиотехнике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона путем уменьшения дрейфа нуля. Устройство содержит операционный преобразователь
1 напряжения в ток (ПНТ), операционный усилитель 2, транзисторы 3 и 4, отражатели 5 и 6 тока и конденсатор
7. Цель достигается введением операционного усилителя 2, транзисторов
3 и 4, имеющих разную структуру„ и отражателей 5 и 6 тока, с помощью которых выходной ток не содержит постоянной составляющей и не зависит от входного напряжения смещения нуля
ПНТ 1. 1 ил, 1448383
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться н интегральной полупроводниковой схемотех-. нике.
11ель изобретения — расширение. динамического диапазона путем уменьшения дрейфа нуля, На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого 10 развязывающего преобразователя напряжения в ток, Развязывавший преобразователь напряжения в ток содержит операционный преобразователь 1 напряжения в. 15 ток, операционный усилитель (ОУ, 2, первый и второй транзисторы 3 и 4, первый и второй отражетели 5 и 6 тока, конденсатор 7, Развязывающий преобразователь 20 напряжения в ток работает следующим образом.
Разность напряжений V =(Пз« - U — 1Г,„,) преобразуется в ток i> с помощью операционного преобразователя 1 с крутизной g т.е., = -д (т1,„- tT, — П,„,), где U „— входное напряжение, U — напряжение на конденсаторе 7; 30 — напряжение смещение нуля, приведенное к входу операционного преобразователя 1, В зависимости от знака разности
V ток i протекает через первый тран- 35 зистор 3 (V 0 О), либо через второй транзистор 4 (U (О). Первый и второй транзисторы 3 и 4 используются в качестве нелинейных пороговых элементов, напряжения отпирания которых 40 имеют противоположную полярность, С их помощью образуются два параллельных канала для прохождения сигнапа: для положительных и отрицательных значений V. Если V) О, то 45 ток i, протекает на вход отражателя тока 5 через первый транзистор 3, при этом транзистор 4 запирается по управляющему электроду. Если V(О, то ток протекает на вход отражателя 6 через второй транзистор 4, а первый транзистор 3 запирается.
Для уменьшения значений пороговых напряжений, при которых открываются первый и второй транзисторы 3 и 4, они включаются в цепь отрицательной обратной связи ОУ 2. Ток i на инверсных выходах первого и второго транзисторов 3 и 4 с помощью отража— т пей 5 (для V 01 или 6 (для V - О) преобразуется в токи i 2 и i В„,„на первом и втором выходах соответственно. Причем, если К1 — коэффициент передачи тока по первым выходам отражателей 5 и 6, а К вЂ” коэффициент передачи тока по их вторым выходам, то справедливы соотношения 1
"ьь<х l z 1< К @ °
Соединенные между собой первые выходы отражателей 5 и 6 соединены с. неинвертирующим входом операционного преобразователя 1 и с конденсатором 7, замыкая петлю отрицательной обратной связи на вход операционного преобразователя 1. Напряжение обратной связи U образуется за счет интегрирования тока д на конденсаторе таким образом обратная связь является инерционной
При бесконечном коэффициенте усиления ОУ 2 ток i описывается дифференциальным уравнением
d 2. <
dt где С вЂ” емкость конденсатора 7.
Из этого уравнения следует, что устройство ведет себя по отношению к и V как простая дифференцирующая
RC-цепь с эквивалентной постоянной
1С времени ь +<< = L / (<<, g)) таким образом, ток 11, независимо от напряжения смещения нуля U „опера< ционного преобразователя 1 опредеЭ ляется только разностью мгновенного значения входного напряжения и его постоянной составляющей, усредненной с постоянной времени Гэ <, Аналогичным образом ведет себя ток i который отличается от тока i только масштабным коэффициентом, Следовательно, для развязывающего преобразователя напряжения в ток справедливо соотношение
isbn = Кг 8 ®вх Uâ )ü
1 где U „= U „dt — постояно ная составляющая входного напряжения.
Амплитудно-частотная характеристика определяется соотношением
1448383
1- и . эуу
U 1+ p ° р
Составитель И. Водяхина
Корректор М.Демчик
Заказ 68S1/55 Тираж 929 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S
Производственно-полиграфическое предприятие, r. У город, ул. Проектная, 4 где р — оператор Лапласа.. 5
Выходной ток не содержит постоянной составляющей и не зависит от входного напряжения смещения нуля операционного преобразователя. Этим обеспечивается увеличение динамического диапазона по отношению к прототипу. Нижняя граничная частота развязываищего преобразователя напряжения в ток равна
1 а ° К
f ав - - — « - - ы Ь
2н ° э р 2 С
При заданных значениях f q u g значение емкости С конденсатора 7 может быть уменьшено выбором К а 1, что приводит к уменьшению габаритов.
Ф о р м у л а и з о б р е т ения
Развязывающий преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный преобразователь напряжения в ток, первый вход которого является входом развязывающего преобразователя напряжения в ток, а второй вход через конденсатор обратной связи соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона путем уменьшения
Редактор Т.Парфенова Техред M.Äèäûê дрейфа нуля, введены операционный усилитель, первый и второй транзисторы, имеющие разную структуру, первый и второй отражатели тока, выполненные с первыми и вторыми выходами, при этом инвертируищий вход опера- . ционного усилителя соединен с выходом операционного преобразователя напряжения в ток, неинвертирующий вход — с общей шиной, а выход — с входами первого и второго тразисторов, прямые выходы которых объединены и подключены к выходу операционного преобразователя напряжения в ток, а инверсные выходы - к входам соответственно первого и второго отражателей тока, общие выходы которых являются выводами для подключения соответственно первой и второй шин разнополярного источника питания, первые выходы первого и второго отражателей тока объединены и подключены к второму входу операционного преобразователя напряжения в ток, а вторые выходы объединены и являются выходом развязывающего преобразователя напряжения в ток, при этом первый и второй входы операционного преобразователя напряжения в ток являются соответственно инвертирующим и неинвертирующим.