Преобразователь тока в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ , содержащий инвертирующий операционный усилитель, к выходу которого , образующему выходной вывод преобразователя, подключены резистор и конденсатор обратной связи, причем второй вывод последнего соединен с инвертирующим входом усилиотличающийся :теля, тем. что, с целью повьвоения быстродействия путем уменьшения времени переходного процесса, введен неинверти;рукяций преобразователь ток ток , вход которого образует входной вывод и соединен со вторым выводом резистора , а выход подключен к входу инвертирующего операционного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социалистичесних

РЕСПУБЛИК

9(50 С 06 С 7 12 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° ú

Оа

° °

ГОСУДАРСТВЕННЬ(И КОМИТЕТ СССР по делам изоьРетений и ОткРытий (21) 3317638/24-07 (22) 14.07.81 (46) 15.09.83. Бюл. В 34 (72) P.P.Áàáàÿí, Д.Е.Полонников и А.А.Данилов (71) Ордена Ленина институт проблем управления (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. JI. Энергия, 1974.

2. Современные линейные интеграль ные микросхемы и их применение. .Под ред. М.В-.Гальперина, И., Энергия у 1980ó с,115 ° .(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий инвертирующий

ÄÄSUÄÄ 1042032 А операционный усилитель, к выходу которого, образующему выходной вывод преобразователя, подключены резистор и конденсатор обратной связи, причем второй вывод последнего сое- динен с инвертирующим входом усили теля, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения времени переходного процесса, введен неинвертирующий преобразователь ток " ток, вход которого образует входной вывод и соединен со вторым выводом резистора, а выход подключен к входу ин.вертирующего операционного усилителя.

1042032

Изобретение относится к аналоговой и аналого-пифровой и вычислительной технике.

Известны устройства преобразования тока в напряжение, содержащие операционный усилитель с резистором обратной связи (1).

Недостатком известных устройств является низкое быстродействие при работе от источника сигнала с большой выходной емкостью (длительный )О колебательный переходный процесс), обусловленное паразитной постоянной времени КС-цепи, обра=-.>ванной резистором обратной связи и суммарной емкости на входе усилителя относи- )5 тельно земли.

Наиболее близким к изобретению является устройство преобразования тока в напряжение, содержащее инвертирующпй операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, выход которого является, выходом устройства,. и резистор обратной связи, один иэ выводов которого подсоединен к выходу инвертирующего операцион25 ного усилителя, а второй — ко входу инвертирующего усилителя, являющегося входом устройства (2 ), Основным недостатком данного устройства является низкое быстродейст,вие, а именно большое время переход ного процесса (даже при оптимальном по быстродействию выборе Со ), обусловленное значительной величиной емкости конденсатора обратной связи, которая необходима для устранения 35 колебательного переходного процесса, вызванного емкостью на входе усилителя относи-ельно земли (выходной емкостью источника сигнала и входной емкостью усилителя). 40

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства путем уменьшения времени переходного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее инвертирующий операционный усилитель, к выходу которого, образующего выходной вывод преобразователя, подключены резистор и конденcàòîð обратной связи, причем второй вывод последнего соединен с инвертирующим входом усилителя, введен неинвертирующий преобразователь ток — ток, вход которого образует входной вывод и соединен со вторым выводом резистора, а выход подключен ко входу инверти55 рующего операционного усилителя.

На фиг,l приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.? — принципиальная схема неинвертирующего преобразователя ток бО ток, пример, Устройство содержит инвертирующий операционный усилитель 1 с конденсатором 2 в цепи обратной связи, резистор 3 обратной связи, один иэ выво> ов которого подсоединен к выходу 4 инвертирующего операционного усилителя и является выходом устройства, неинвертирующий преобразователь ток — ток 5, вход которогo соединен со вторым выводом резистора обратной связи и является входом

6 устройства, а выход подключен ко входу инвертирующего операционного усилителя 1.

Неинвертирующий преобразователь ток — ток 5, в свою очередь содержит операционный усилитель 7, образующий низкочастотный канал усиления. Высокочастотный канал усиления образован комплементарной парой транзисторов 8 и 9, включенных по схеме ОБ по отношению к входному сигналу. Режимы транзисторов определяются делителем, состоящим из стабилитрона 10 и резистора 11.

В эмиттерные цепи транзисторов, соединенные во входом преобразователя через разделительные конденсаторы 12 и 13, включены резисторы 14 и 15, а коллекторные цепи транзисторов являются выходом преобразователя..Такая схема преобразователя ток ток обеспечивает требуемое низкое входное сопротивление и широкую полосу пропускания.

Устройство работает следующим образом.

Разность тока входного сигнала и тока цепи обратной связи передается с коэффициентом передачи тока преобразователя ток — ток 5, близким к единице„ на вход операционного усилителя 1 с конденсатором 2 в цепи обратной связи. Под действием этой разности токов выходное напряжение усилителя изменяется до тех

I>op, пока ток через резистор 3 не станет равным току входного сигнала.

Так как преобразователь ток ток имеет входное сопротивление близкое к кулю, переходный процесс при скачке входного тока практически не зависит от емкости на входе устройства и протекает по экспоненциальному закону с постоянной времени, равной произведению величины резистора 3 обратной связи, на величину конденсатора 2.

Ожидаемый положительный эффект от внедрения изобретения определяется значительным увеличением быстродействия и уменьшением времени переходного процесса по сравнению с прототипом (при одинаковых величинах резистора обратной связи и емкости на входе устройства) примерно в два порядка, что позволяет изготавливать многоразрядные аналогоцифровые и цифроаналоговые преобразователи и другие устройства с больши, на два-три порядка быстродействием по сравнению с существующими.

1042032

Составитель Никитин

Техред М. Надь

Редактор М, Келемеш

Корректор. A. Тяско

Филиал ППП ™ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7130/50 Тираж 706 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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