Преобразователь кода в сопротивление

Преобразователь кода в сопротивление

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительно-информационной технике и предназначено для использования в качестве быстродействующего кодоуправляемого резистора в системах автоматизированного контроля параметров контрольноизмерительной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь кода в сопротивление содержит входной усилитель 1, инвертор 2, выполненный в виде операционного усилителя 3 и двух образцовых резисторов 4,5, умножающий цифроаналоговый преобразователь 6, выполненный в виде кодоуправляемой резистивной матрицы 7, операционного усилителя 8 и резистора 9 обратной связи, блок 10 регулирования тока, выполненный в виде двух операционных усилителей 11,12, полевого транзистора 13 и двух образцовых резистров 14,15, токоограничивающий элемент, выполненный на образцовом резисторе 16, и первую 17 и вторую 18 выходные шины. Входной усилитель 1 выполнен в виде трех операционных усилителей 19-21 и двух образцовых резисторов 22 и 23. Положительный эффект достигается за счет применения входного усилителя с высоким входным сопротивлением, гальванической развязки выхожных шин от общей шины преобразователя и исключения взаимного влияния резисторов 15 и 16. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1517 1 34 А i (51) 4 Н 03 М 1!66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ в

+2 (21) 4296000/24-24 (22) 12.08.87 (46) 23.10 .89 . Бюл. И 39 (72) В.И.Разлом и В.П.Жук (53) 681.325(088.8) (56) Хоровиц П. и др. Искусство схемотехники. Т.1. -М.: Мир, 1982, Авторское свидетельство СССР

0 - 1381712, кл. Н 03 М 1/66, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В СОПРОТИВЛЕНИЕ (57) Изобретение относится к иэмерительно-информационной технике и предназначено для использования в качестве быстродействующего кодоуправляемого резистора в системах автоматизированного контроля параметров .контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности преобразования. Преобразователь. кода в сопротивление содержит входной усилитель I, инвертор 2, выполненный в виде операционного усилителя 3 и

Уу

2 двух обраэцоных резисторов 4 и 5, у1ножающий цифроаналоговый преобразователь 6, выполненный в виде кодоуправляемой резистинной матрицы 7, операционного усилителя 8 и резистора 9 обратной связи, блок 10 регулирования тока, выполненный в виде днух операционных усилителей 11,12, полевого транзистора 13 и двух образцовых резисторов 14 15, токоограничивающий элемент, выполненный на образцовом резисторе 16, и первую 17 и вторую 18 выходные шины. Входной усилитель 1 выполнен в виде трех операционных усилителей 19-21 и двух образцовых резисторов 22 и 23, Положительный эффект достигается эа счет применения входного усилителя с высоким входным сопротивлением, гальванической развязки ныходных шин от общей шины преобразонателя и исключения взаимного влияния резисторов 15 и 16. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1517134

11зобретенпе относится к измерительно-информационной технике и предназначено для использования в качестве быстродействующего кодоуправляемого резистора в системах автоматизированного контроля параметров контрольноизмерительной аппаратуры.

11ель изобретения — повышение точности преобразования. 10

Па чертеже представлена функциональная схема преобразователя кода в сопротивление.

Преобразователь кода в сопротивление содержит входной усилитель 1, инвертор 2, выполненный в виде операционного усилителя 3 и двух образцовых резисторов 4 и 5, умножающий цис11роаналоговьп преобразователь (LjA1I) 6, выполненный в виде кодоуп 20 равляемой резистивйой матрицы 7, операционного усилителя 8 и резистора 9 обратной связи, блок 10 регулирования тока, выполненный в виде двух операционных усилителей 11 и 12, 25 полевого транзистора 13 и двух образцовых резисторов 14 и 15, токоограничивающий элемент, выполненный на обра зцовом резисторе 16, и первую 17 и вторую 1 8 выходные шины. Входной 30 уси штель 1 выполнен в виде трех операцпонньсх усилителей 19-21 и двух образцовых резисторов 22 и 23.

Преобразователь работает следующим образом .

Пусть напряжения на первой 17 и второй 18 выходных шинах относительно шины нулевого потенциала соответ— счвепно равны U< и U . Тогда на выходе входного усилителя 1 напряжерзвно 013 К вк(П» Ug) + 1-1, где

К „„- коэффициент усиления входного усилителя 1. На дополнительном выходе входного усилителя 1 напряжение равно U„ которое для последующих кас 45 кадов является потенциалом общей шины . С помощью инвертора напряжение преобразуется к виду

П4 = КиКбх (11л 1- ) + 4 х где К,,= R,-/К4 — коэффициент переда50 чи инвертора 2 на операционном усилителе 3; сопротивления образцовых резисторов 5 и 4 соответственно.

При условии К и = 1 Б4 — К х(1 t П2) х значение П, получено относительно пс тс нциагт» общей шины.

С выхода инвертора 2 напряжение

U поступает на аналоговый вход умножающего 11АП 6, а именно на вход опорного напряжения кодоуправ-, ляемой резистивной матрицы 7, выходной ток которой, изменяющийся под воздействием преобразуемого кода N ех преобразуется в выходное напряжение

I+II.6 с помощью операционного усилителя 8, охваченного обратной связью через резистор 9 . Напряжение на д" ЦАП 6 равно 11 = Квх(U „- Uz) NsÄ при условии, что сопротивление резистора 9 обратной связи равно сопротивлению базового резистора кодоуправляемой резистивной матрицы 7.

Напряжение 11,пропорциональное значению преобразуемого кода Г1 „,поступает на вход блока 10 регулирования тока, предназначенного для обес.печения изменения тока через образцовый резистор 16 пропорционально значе- нию преобразуемого кода, Изменение протекающего через резистор 16 тока

Т обеспечивается путем регулирова16 ния сопротивления канала полевого транзистора 13 выходным напряжением операционного усилителя 11 ° Величина тока It. находится из выражения где К,д — коэффициент передачи блока 10;

R — сопротивление образцового резистора )6.

Поскольку ток I<< протекает и через выходные шины преобразователя кода в сопротивление, то можно записать выражение для эквивалентного сопротив-э

Uq ления R экв в виде R экв

Rtt; t6

KвхК<о Nsx

Таким образом, эквивалентное сопротивление предложенного преобразо"

1 вателя обратно пропорционально значению преобразуемого кода, а коэффициент пропорциональности зависит от коэффициентов передачи входного усилителя 1 и блока 10 регулирования тока.

Определим значение коэффициента передачи К, блока 10. Примем напряжение на втором выходе блока 10 относительно общей шины равным U . Тогда ток через образцовый резистор 15 равен I< = Ug/R y поскольку на операционном усилителе 12 выполнен повторитель напряжения и его выходное на5 1517 пряжение равно U . Ток через образцовый резистор 14 Равен ?,4= U6/Rt4 и, в силу pBHpHcTBB I><=-? в,получим

10 U ив М 14 Поскольку похеН 5 циал общей шины относительно шины нулевого потенциала равен потенциалу U< второй выходной шины 18, то

R)g 15

U=U — — - K(U — U) -N

6 16 R14 вх . 2 К в 10

Наличие в блоке 10 регулирования тока обратной связи обеспечивает линеаризацию зависимости сопротивления . канала полевого транзистора 13 от

1 величины управляющего напряжения на его затворе, а введение в контур обратной связи повторителя напряжения с высоким входным сопротивлением позволяет независимо выбирать значения сопротивлений резисторов 15 и 16.

Поскольку способствует повышению точности преобразования и увеличению диапазона изменения К „„.

Коэффициент передачи входного усилителя 1 определяется коэффициентом усиления каскада на операционном усилителе 20 и равен Ke,„= В /R, где К и К вЂ” сопротивление образцовых резисторов 22 и 23 соответственно.

Повторители напряжения на операционных усилителях 19 и 21, обладая высо. ким входным сбпротивлением, исключают влияние входного сопротивления усилителя 1 на величину R что споэ кв l5 собствует повышению точности преобразования кода в сопротивление.

Кроме того, наличие дополнительного выхода, которым является выход операционного усилителя 21, исключа- 40 ет влияние выходного тока второго выхода кодоуправляемой матрицы 7 на величину R „<, что уменьшает погрешность преобразования, зависящую от величины преобразуемого кода, 45

Формула изобретения

1. Преобразователь кода в сопротивление, содержащий токоограничивающий .элемент, выполненный в виде первого образцрвого резистора, блок регулирования тока, выполненный в виде первого операционного усилителя, полевого транзистора, второго и третьего образцовых резисторов, первые выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, 134

6 выход которого подключен к затвору полевого транзистора, сток которого является первой выходной шиной, а исток соединен с первым выводом первого образцового резистора, второй вывод которого является второй выходной шиной, входной усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, и умножающий цифроаналоговый преобразователь, выполненный в виде кодоуправляемой резистивной матрицы, второго операционного усилителя и резистора обратной связи, включенного между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, входы управления кодоуправляемой Резистивной матрицы являются входной шиной преобразуемого кода, а первый и второй выходы соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами второго операционного усилителя, выход которого соединен с вторым выводом второго образцового резистора, неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к второму выходу кодоуправляемой резистивной матрицы, о т л и ч а ю щ и и е я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен инвертор, выполненный в виде третьего операционного усилителя, четвертого и пятого образцовых резисторов, а в блок регулирования тока введен четвертый опера" ционный усилитель, при этом второй вывод третьего образцового резистора объединен с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя и подключен к выходу четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с истоком полевого транзистора, выход третьего операционного усилителя соединен с входом опорного напряжения кодоуправляемой резистивной матрицы и через пятый образцовый резистор подключен

1 к своему инвертирующему входу, выход входного усилителя через четвертый образцовый резистор соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого объединен с одноименным входом первого операционного усилителя и подключен к дополнительному выходу входного усилителя.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что входной

1517134

Составитель .Капитанов

T xpåÀ Л.Олийнык Корректор В.Кабаций

Редактор И.Шмакова

Заказ 6400/56 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ Ð

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 усилитель выполнен в виде трех операционных усилителей и двух образцовых резисторов, неинвертирукицие входы первого и второго операционных усили5 телей являются соответственно первым и вторым входами входного усилителя, выход второго операционного усилителя соединен со своим инвертирующим входом, с неинвертирующим входом тре- fp тьего операционного усилителя и является дополнительным выходом входного усилителя, выход первого операционного усилителя соединен со своим инвертирующим входом и через первый образцовый резистор подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, выход которого через второй образцовый резистор соединен с интвертирующим входом и является выходом входного усилителя.