Преобразователь напряжение-ток

Преобразователь напряжение-ток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС

ИЗОБРЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к

М. Кл. (22) Заявлено 14,11.77 (с присоединением заяв

G 05 F 1/56

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 07.0

) УДК 621. 311. 6 (088.8) Дата опубликовани (72) Автор изобретения

Н.И. Коровин

Специальное конструкторское бюро по приборостроению (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ 1ОК

Изобретение относится к приборостроению, конкретно — к преобразователям напряжения в ток, в частном случае — к стабилизаторам тока.

Известен преобразователь напряжение — ток (стабилизаторы тока), содержащий усилительный элемент, входные выводы которого подключены к источнику входного напряжения (в стабилизаторах тока — к резистору обратной связи), а выходной вывод — к последовательной цепочке из эталонного резистора и обычно заземленной нагрузки, общая точка которых соединена со входом цепи обратной связи (в стабилизаторах тока часто непосредственно со входом усилительного элемента) Щ .

Недостатком известного преобразователя напряжение — ток является невозможность независимой регулировки коэффициента передачи при сохранении точности одним переменным эталонным резистором вследствие того что для сохранения точности (высокого выходного сопротивления) необходимо выполнить определенные соотношения между сопротивлениями резисторов, одним из которых является эталонный резистор. При изменении сопротивления только одного эталонного резистора нарушаются указанные соотношения и ухудшается точность преобразователя. Изменение же сопротивления других резисторов одновременно с сопротивлением эталонного резистора, с цеЛью сохранения точности, затрудняет регулировку коэффициента передачи, что практически делает такую регулировку невозможной.

Наиболее близкий по технической сущности к изобретению преобразова)5 тель напряжение — ток, содержащий основной и дополнительный операционные усилители; неинвертирующие входы которых являются входами преобразователя, выходы усилителей через пер2Q вый и второй резисторы соединены соответственно каждый со своим инвертирующим входом, третий и четвертый резисторы и эталонный резистор, первый вывод которого соединен с ,25 первым выводом нагрузки, второй вывод которой заземлен, второй вывод эталонного резистора соединен с инвертирующим входом основного усилителя, выход дополнительного усили30 теля через третий резистор соеди746470 нен с нагрузкой, а выход основного усилителя через четвертый резистор подключен к инвертирующему входу дополнительного усилителя f2) .

Этому преобразователю присущи те же недостатки, что и аналогу.

Кроме того, этот преобразователь неработоспособен при наличии синфазного сигнала, т.е. от незаэемленного источника, что сужает функциональные возможности преобразователя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя и упрощение его регулировки.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение— ток, содержащий основной и дополнительный операционные усилители, неинвертирующие входы которых подключены к входным клеммам, выходы усилителей через первый и второй резисторы соединены соответственно каждый со своим инвертирующим входом, третий и четвертый резисторы и эталонный резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой заземлен, введен операционный усилитель-повторитель напряжения, неинвертирующий вход которого подключен к нагрузке, а выход через третий резистор — к инвертирующему входу дополнительного усилителя, причем второй вывод эталонного резистора соединен с выходом основного усилителя, а выход дополнительного усилителя через четвертый резистор подключен к инвертирующему входу основного усилителя.

На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит основной 1 и дополнительный 2 операционные усилители, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый б резисторы, эталонный резистор 7, нагрузку 8 и повторитель напряжения 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Измерительный усилитель, состоящий из операционных усилителей 1 и 2, резисторов 3, 4, 5 и б уси. ивает напряжение входного сигнала V „, приложенного к первому Вх1 и второму

Вх входам. Выходное напряжение усилителя снимается с выводов — основного — выход усилителя I è дополнительного — второй вывод резистора 5.

Коэффициент усиления измерительного усилителя .стабилен и определяется соотношением сопротивлений, входящих в него резисторов 3, 4, 5 и б. При .. равенстве сопротивления резисторов

3, 4, 5 и б коэффициент усиления .измерительного усилителя равен 2.

Коэффициент усиления измерительного усилителя не зависит от синфазной составляющей входного сигнала, т.е. ,напряжения, приложенного между одним из входных выводов ВХ, или

Вх, и землей.При таком построении измерительный усилитель имеет большое входное сопротивление,так как неинвертирующие входы входящих в него .операционных усилителей 1 и 2 не имеют других соединений, кроме ВХ и Вх измерительного усилителя.

Коэффициент усиления измерительного усилителя не зависит также от напряжения между его дополнительным пассивным выводом (второй вывод резистора 5) и землей, что и позволяет подключать общую точку соединения эталонного резистора 7 и заземленной нагрузки 8 непосредственно к дополI нительному пассивному выходному выводу измерительного усилителя.Од20 нако непосредственное соединение указанных точек приведет к протеканию тока по цепи между ними и, следовательно, к неравенству токов,протекающих через эталонный резистор 7 и нагрузку 8, что вызывает погрешность преобразования. Для исключения этого тока между указанными точками включен повторитель напряжения 9 на операционном усилителе, что приводит к повышению точности преобразования напряжения в ток, так как ток от нагрузки через повторитель напряжения практически не ответвляется. Выходное напряжение измерительного усилителя равно усиленному в коэффициент усиления измерительного усилитедя раз входному напряжению О. . Поскольку потенциалы

ОХ точек, соединяемых повторителем напряжения,одинаковы, выходное напряжение измерительного усилителя приложено также к эталонному резистору

7, что и вызывает выходной ток T протекающий через последовательную цепочку из эталонного резистора 7 и заземленной нагрузки 8, определяемый по формуле

Т = — U

К

ЬЦХ К ЬХ э — входное напряжение, К вЂ” коэффициент усиления измерительного усилителя, — сопротивление эталонíîro э рез истора.

Коэффициент преобразования преобразователя напряжение — ток, равный KJR может устанавливаться с помощью однбго переменного эталонного резистора 7 ° При постоянном входном напряжении, равном опорному, И преобразователь становится стабилизатором тока.

Таким образом, преобразователь легко перестраивается, универсален, работает на заземленную нагрузку, 65 обладает большим входным сопротив746470

Формула изобретения

Составитель Ю. Жулин

Редактор Л. Ушакова Техред И. Асталош Корректор M. Вигула.Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3942/37

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 лением, прост по устройству, что и определяет экономический эффект от его использования.

Преобразователь напряжение — ток, содержащий основной и дополнительный операционные усилители, неинвертирующие входы которых подключены к входным клеммам, выходы усилителей через первый и второй резисторы соединены соответственно каждый со своим инвертирующим входом, третий и четвертый резисторы и эталонный резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой заземлен, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя и упроще- Ю ния его регулировки, в него введен операционный усилитель-повторитель напряжения, неинвертирующий вход которого подключен к нагрузке, а выход через третий резистор — к инвертирующему входу дополнительного усилителя, причем второй вывод эталонного резистора соединен с выходом основного усилителя, а выход дополнительного усилителя через четвертый резистор подключен к инвертирукщему входу основного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельстйо СССР

9 472340, кл. G 05 F 1/56,26.08.70.

2. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред.

Дж. Грэма. Перевод с англ. под ред.

И.Н. Теплюка,И., "Мир",1974,с. 294, рис.6,28.