Преобразователь напряжение-ток

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК , содержащий первый транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор - к первому входному выводу, а база - к выходу первого операционного усилителя , неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , в него введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер - к инвертирующему входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а база - § к выходу второго операционного уси- (/) лителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому входному выводу . И f

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

П9) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3502286/24-07 (22) 22.10.82 (46) 07.06.84. Бюл. В 21 (72) И.Р.Соболевский (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621 ° 314.58(088.8) (56) 1. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. Под ред. A.A.Васенкова и Я .А .Федотова, вып. б, М ., Радио и связь, 1981, с, 138.

2. Заявка ФРГ М 2711864, кл . G 05 F 1/56, 06 . 10 . 77, 3. Алексеенко A.Ã., Коломберт Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИСИ. М., Радио и связь, 1981, с. 148, (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК, содержащий первый транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллек1(5)) G 05 F 1 56; G 06 G 7 164 тор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер — к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор — к первому входному выводу, а база — к выходу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер — к инвертирующему входу второго введенного операционного усилителя и через резистор к второму входному выводу, а база — Я к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому входному выводу.

1096622

Изобретение относится к преобразо- вателям электрических сигналов и может быть использовано в аналоговой вычислительной технике, в частности в аналоговых перемножктелях сигналов.

Известны преобразователи напряжение-ток, содержащие два транзистора с эмиттерными резисторами, подключенные базами к входным выводам, а коллекторами — к выходным выводам устройства (1) и j2) .

I 10

Недостатком преобразователей является низкая точность преобразования напряжение-ток .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преоб- т5 разователь напряление-ток, содержащий транзистор с резистором в цепи эмнттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмиттер - к неинверткрующему входу опера- 2() ционного усилителя и через резистор к первому входному выводу, а база к выходу операционного усилителя, некнвертирующий вход которого подключен к второму входному выводу (3) .

Недостатком известного устройства является низкая точность преобразования напряжение-ток.

Цель изобретения — повышение точности преобразования напряжение-ток.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение-ток, содержащий первый транзистор с резис„тором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу, эмкттер — к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и через резистор — к первому входному выводу, а база — к выходу первого операционного усилителя, неинверткрующий вход которого подключен к второму входному выводу, введен второй транзистор с резистором в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу, эмиттер — к неинвертирующе- 45 му входу второго введенного операционного усилителя к через резистор к второму входному выводу, а базой к выходу второго операционного усилителя; неинвертирующкй вход которого5() подключен к первому входному выводи.

На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь наттряженке-ток содержит первый транзистор 1 с резистором 2 в цепи эмиттера, коллектор которого подключен к первому выходному выводу .3, первый операционный 60 усилитель 4, первый 5 и второй 6 вход ные выводы, второй транзистор 7 с резистором 8 в цепи эмкттера, коллектор которого подключен к второму выходному выводу 9, второй операционный усилитель 10, а также резисторы 11 и 12 во входных цепях операционных усилителей 4 и. 10.

Устройство состоит из двух половин, в основе каждой из которых лежит последовательное соединение операционного усилителя и базовой цепи тран-. зистора, охваченных глубокой отрицательной обратной связью.

Работа схемы поясняется следующей системой уравнений:

U Ы =-П,; акоп Нэ = Ua: Э + (тбэ = U &e>x т к("» + нэ) = явь т (1) (2) (3) (4) где К вЂ” дифференциальный коэффициент усиления операционного усилителя; — управляющие напряжения, воздействуюптие соответственно на неинвертирующий и инверткрующкй входы операционного усилителя; напряжение питанкят токи в цепях источников соответственно управляющего напряжения к напряжения питаният

П ии1

Е

IÎ п т = ---(ц - тт ) (5)

1 и<.

R . К вЂ” ---(Е + О(-----) (6)

1 0бЭ

"э к

ТОк в цепи коллектора транзистора равен

I = pl (-- — -- - (- — д,т ) - --), (7)

Е Ug U, R +R

R R K ННЭ где сс — коэффициент передачи эьжт, терного тока транзистора.

Поставив в последнее выражение уравнения (5) и (6), учитывая, что

"бъ(К i< U получим

О((-- - -- + - ----- U )

Е Ug R» + R а, R RR> (8) Поскольку левая половина устройства управляется по неинвертирующему о входу первого операционного усилителя

В., I u

U эмиттерные токи, напр яжения и сопротивленият

Нбэ — напряжение на переходе базаэмкттер транзистора;

Нею„ - выходное напряжение опера= цконного усклителя.

Вычитая уравнение (4) из уравнения (3) и подставляя в уравнения (1) к (2), получим выражения для токов в цепях управляющего напряжения и напряжения питания:

1096622 где 1

21

Составитель В.Ежов .

Редактор A ..Козориз Техред Т.Маточка Корректор М.Шароши

Заказ 3824/35 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

1 1 3035 у Москв ар Ж» 35 g Раушская наб ° р д 4/5

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

4 напряжением U „, поступающим с входа 5 преобразователя напряжение-ток, а на инвертирующий вход этого усилителя подается нулевой потенциал с вто. рого входного вывода 6 через резистор

12 и напряжение питания Е через резистор 2, то выражение (9) для этой части схемы примет вид:

I = oL (--- + -- ----- 0 ), (9)

Е и < Вз

Рз В R sx где I - ток на первом выходе 3 преобразователяя;

0L, — коэффициент передачи эмиттерного тока первого тран- 15 зистора 1;

Rg - сопротивленке резистора 12;

R3 - сопротивление резистора .2;

Аналогичным образом получается выражение и для правой половины. схема: ток на втором выходе 9 пре-25 образ ов ател я; коэффициент передачи эмиттерного тока второго транзистора 7 сопротивление резистора 11у30 сопротивление резистора 8.

Дифференциальный выходной ток предлагаемого преббразователя напряжеНие-ток

/ Е " + "Ъ 1 (Е (ф(1

hI=I,-12=< (— + — 0 )-сс — — — ") (11)

"З Р3

Предположим, что М, - shy = ob, В этом случае

Обеспечение равенства сопротивлений

R9 а R4. резисторов 2 и 8 исключает влияние напряжения питания Е на выход,ной сигнал преобразователя

Ra+ Rq 1 ,dI =К (- - — -- + --)()Ц при R -R (13)

RgRg R)

3 4

Кроме того, для нормальной работы устройства необходимо также обеспе-. чить равенство коэффициентов преобразования обеих его половин, что будет при р и 2

R R (14) юг + кЭ

Таким образом, применение операционных усилителей с большим коэффициентом усиления в каждом плече преобразователя напряженке-то< позволяет снизить до минимума norpmность преобразования, вызванную нелинейностью и разбросом парамеров, входящих элементов.