Вычитающее устройство

 

ВЫЧИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый дифференциальный операционный усилитель, между выходом которого, являквдимся выходом устройства, и инвертирующим входом включен первый маеянтабный резистор, второй и третий масштабные резисторы , первьае выводы которых,объединены и подключены к инверт1фу10щему входу первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы соединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго дифференциального операционного усилителя, соединенным через четвертый масштабный резистор с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя,- подключенным через пяты1$ масштабный резистор к второму входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит шестой масштабный резистор, выводы которого соединены соответственно с шиной нулевого поте.нциаg ла и с инвертирующим входом второго дифференциального операционного уси (Л лителя, неинвертирукиций вход которого присоединен к инвертирующему входу первого дифференциального операционного усилителя. с . СП О схз

3(59 G 06 G 7/14 нню»» ее

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ее ее инее и ген нтеньегву ее

° «е (21) 3510522/18-24 (22) 09 11 ° 82 .

{46} 30.01,84. Бюл, 9 4 (72) S.Â.Tóðåíêî (53) 681,3(088е8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . по заявке Р 3373616/18-24, кл. С 06 С 7/14,. 1081. .2. Марше 3. Операционные усилители и их применение. Л,, Энергия, 1974, с. 63, 64, рис. 5-13 (прото тип) . (54) (57) БЫЧИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый дифференциальный операциоеный усилитель, между выходом которого, являющимся выходом устройства, и инвертирующим входом включен первый масштабный резистор, второй и третий масштабные резисторы, первЫе выводы которых,объединены и подключены к инвертирующему (19 01)

E входу первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы соединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго дифференциального операционного усилителя, соединенным через четвертый масштабный резистор с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя; подключенным через пятый масштабный резистор к второму входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит шестой масштабный резистор, выводы которого соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с инвертирующим входом второго 3. дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий. вход кото. рого присоединен к инвертирующему входу первого дифференциального one- C» рационного усилителя.

1070568

Изобретение относится к аналоговой обработке сигналов и может быть использовано в вычислительной технике для выполнения операции вы- читания двух напряжений, в измерительной технике — для усиления сигналов дифференциальных датчиков, в автоматике - для построения сравнивающих устройств систем управления и т.п, Известно вычитающее устройство, содержащее два дифференциальных операционных усилителя (ОУ) с масштабными резисторами во входных цепях и цепях обратных связей и выполняющих соответственно операции суммирования и масштабного преобразования. Между инвертирующим входом второго ОУ и шиной нулевого потенциала включен резистивный делитель напряжения, средний вывод которого соединен с неинвертирующнм входом первого ОУ (13.

НедостаткаМи данного устройства являются относительная сложность и недостаточная точность выполнения, операции вычитания.

Наиболее близким к предлагаемому является вычитающее устройство, содержащее два дифференциальных Оу, охваченных цепями отрицательной обратной связи с помощью масштабных резисторов. Первый масштабный резистОр включен между выходбм первого

ОУ и его ннвертирукщим входом. Пер,вые выводы второго и третьего резисторов объединены и подключены к неинверти фющему входу первого Оу, а вторые выводы соединены соответственно с первым входом устройства и выходом второго Оу, соединенным через четвертый. масштабный резистор с ннвертирующим входом второго Оу, подключенным через пятый масштабный резистор ко второму входу устройст ва (2 .

Недостатком известного устройства является сравнительно низкая точность, обусловленная влияниеМ шумов и смещением нуля ОУ.

Цель изобретения — повышение точ» ности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что вычитающее устройство, содержащее первый дифференциальный операционный усилитель, между выходом,которого, являющимся выходом устройства, и инвертирующим входом .включен первый масштабный резистор, второй и третий масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к иивертирующему входу первого дифференциального операционного усилителя, а вторые выводы соединены соответственно с первым входом устройства и выходом .второго дифференциального операционного усилителя, соединенным.через четвертый масштабный резистор с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилите44 подключенным через пятый масмтабиый резистор к второму входу устройства, допол5 нительио содержит шестой масштабный резистор, выводы которого соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с инвертирующим входом второго дифференциального операцион1О ного усилителя, неинвертирующий вход которого присоединен к инвертирующему входу первого дифференциального операционного усилителя.

На фиг..l приведена принципиальная схема вычитающего устройства1 на фиг. 2 — эквивалентная схема устройства для полезного сигнала и напряжения помехи первого операционного усилителя, Вычитающее устройство содержит первый 1 и второй 2 дифференциальные ОУ и масштабные резисторы 3-8, На фиг, 2 обозначены напряжения Е1, Е на первом и втором входах устройства, В; сопротивления

R „- R6 масштабных резисторов 3-8 соответственно, Ом; приведенное ко входу напряжение помехи, включающее напряжение смещения нуля, его дрейф и шумы дифференциального

Зо

Сопротивление резистора 8 выбрано из соотношения й., R R — i (1)

35 где Rg - сопротивление резистора 8;

Р,К„,й — сопротивление резистоpoi 7, 3 и 4 соответствен- но.

40 В частности, при З 1422 К 3 К 4Н5,Я сопротивление резистора 8 также равно R, Устройство работает следующим образом.

45 Входное напряжение Е усиливается дифференциальным усилителем 2 (фиг, 2), Напряжение () на его выходе можно рассчитать по формуле

50 ()г г и (5

Это напряжение алгебраически сум. мируется с напряжением E c. помощью сумматора на дифференциальном ОУ 1:.

К R Р

"= М вЂ” г — ("

М2 5 3 1Р2

При выполнении условия "

R2 Р4-Рзру (Ф)

Формула (3) упрощается:

Р„

65 .. 1 2 1 R

u-(t -E )—

1070568

Составитель A.Ìàñëîâ

Редактор Т.Мермелштейн Техред С.Мигунова . Корректор Г. Решетник

Заказ 11684/47 Тираж 699.. Подписное

ВНИИПИ "Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ФилиаЛ ППП . Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

В частности, при Й =й2

0„= Е2- Е,, (Ь| т,е. напряжение на выходе диффереяцильного ОУ 1 пропорционально или равно разности напряжений на входах устройства, Наряду с полезным сигналом на выходе устройства действует напряжение помехи, величину которого можно рассчитать по формуле

При выполнении условий (1) и (4) выражение (7) обращается в нуль, т.е. в устройстве отсутствуют погрешности, связанные с напряжением внутренних помех дифференциального

ОУ 1. При этом исключение погрешности первого ОУ полностью перекрывает некоторое увеличение погрешности второго ОУ, повышая точность всего устройства в.целом.