Дифференциальный усилитель-ограничитель
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УС1ШИТЕЛЬОГРАНИЧИТЕЛЬ , содержащий первый операционный усилитель, инвертирую1дий вход которого через первый масштабный резистор соединен с первым входом дифференциального усилителяограничителя и через второй масштабный резистор - с его выходом, неинвертируюпшй вход через третий масштабный резистор подключен к второму входу дифференциального усилителя-ограничителя и через четвертый масштабный резистор - к шине нулевого потенциала, а выход соединен с первым выводом ограничителя тока, второй операционный усилитель, между инверти1 укш1им входом и выходом которого включен первый ключ, источник напряжения ограничения, включенный между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, второй ключ, подключенный первым выводом к выходу второго операционного усилителя, отличающийся о 9 тем, что, с целью повьш1ения точности , в него введены повторитель напряжения , ограничивающий резистор и третий ключ, включенный между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, вход повторителя напряжения соединен с вторыми выводами ограничителя тока и sl второго ключа,а выход подключен к выходу дифференциального усилителя;о ограничителя и через ограничивающий 9 X) резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усили:л теля.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 G 06 G 7/25
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3720854/24-24 (22) 04.04.84 (46) 15.09.85. Бюл. 9 34 (72) Л.И.Волгин, А.В.Ефимов и А.И.Зарукин (7 1) Ульяновский политехнический институт (53) 681 ° 335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 640317, кл. G 06 G 7/25, 1977.
Авторское свидетельство СССР
У 1119039, кл. G 06 С 7/25, 1983.
Авторское свидетельство СССР
У 826365, кл. С 06 G 7/25, 1980.
Авторское свидетельство СССР
У 813405, кл. G 06 С 7/25, 1981.
Авторское свидетельство СССР
У 1124334, кл. G 06 G 7/25, 1983. (54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬОГРАНИЧИТЕЛЬ, содержащий первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с первым входом дифференциального усилителяограничителя и через второй масштабный резистор - с его выходом, неинвертируюший вход через третий масштабный резистор подключен к
„„SU„„. 117 385 А второму входу дифференциального усилителя-ограничителя и через четвер тый масштабный резистор — к шине нулевого потенциала, а выход соединен с первым выводом ограничителя тока, второй операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен первый ключ, источник напряжения ограничения, включенный между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и шиной нулевого. потенциала, второй ключ, подключенный первым выводом к выходу второго операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены повторитель напряжения, ограничивающий резистор и третий ключ, включенный между инвертирующим входом и выходом первого операционного усилителя, вход повторителя напряжения соединен с вторыми выводами ограничителя тока и второго ключа,а выход подключен к выходу дифференциального усилителяограничителя и через ограничивающий резистор. соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя.
11793М
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехнике и может быть использовано в различных устройствах радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.
Целью изобретения является повьппение точности.
На чертеже представлена схема дифференциального усилителя-ограничи10 теля.
Устройство содержит первый дифференциальный операционный усилитель 1. к инвертирующему входу которого подключен первый вывод масштабного резистора 2 и масштабный резистор 3, подключенный.к инвертирующему входу операционного усилителя, к неинвертирующему входу которого подключен масштабный резистор 4 и масштабный ре20 зистор 5, второй дифференциальный операционный усилитель 6, неинвертирующий вход которого соединен с источником 7 напряжения ограничения, токоограничивающий резистор 8, огра- 5 ничивающий резистор 9, повторитель
10 напряжения, диодный ключ 11, диодный ключ 12, одним выводом подсоединенный к токоограничивающему резистору 8, вторым выводом соединенному с 30 выходом усилителя 1, между инвертирующим входом и выходом которого включен управляемый ключ 13, выполненный на транзисторе с напряжением открывания Еп, первый и второй вхо- З5 ды 14 и fS дифференциального усилителя ограничителя и его выход 16.
Уровень ограничения устанавливается регулировкой напряжения источника 7. 40
Дифференциальный усилитель-orðàíèчитель работает следующим образом.
Пусть соответственно усиленная разность напряжений на неинвертирующем П и инвертирующем U входах 45 устройства превьппает напряжение ограничения Ц, источника 7: (U — U ) U>R
1 ных резисторов 2-5) . Выходное напря- 50 жение Бвьп, устройства, положительное относительно напряжения ограничения, через ограничивающий резистор 9 подается на инвертирующий вход усилителя 6, что приводит к появлению 55 на его выходе отрицательного напряжения, открывающего диодный ключ 12, и замыканию петли 1007-ной отрицательной обратной связи, включающей усилитель 6, открытый диодный ключ
f2, повторитель 10 напряжения.
В режиме ограничения диодный ключ 11 закрыт, а управляемый ключ
13 открыт, на выходе усилителя 1 устанавливается напряжение Ео, выбирающееся из условия Ен E (UÄ— — U, ) R2 /R (ЕН вЂ” напряжение насьпцения усилителя 1) а на выходе уст1 ,ройства поддерживается напряжение ограничения.
Выходное напряжение ограничивается сверху на уровне
Uq(U,(1 +У ) + U@„, где мультипликативная погрешность напряжения ограничения сопротивление открытого диодного ключа 12, сопротивление закрытого диодного ключа 11, сопротивления резисторов
Ыи9; где r д
Ва„
Rg, Rg
2 3
11 вью и Uc,ì коэффициент усиления, выходное напряжение и напряжение смещения усилителя б.
Выходное напряжение устройства (при Q /R+ = (R, fl RÄ ) /R< ) "пщ = (4 uã,) (1 где погрешность коэффициента усиления
+ 11 як R2,и "<
При уменьшении разности входных напряжений и выполнении условия (U„- U,) U, 11„ /R на выходе 16 устройства появляется напряжение, отрицательное относительно напряжения источника 7. Зто приводит к появлению на выходе усилителя 6 положительного напряжения, закрывающего ключ
i2 и открывающего ключ 11. Источник
7 и усилитель 6 отключаются от схемы и не влияют на работу дифференциального усилителя на основе операционного усилителя 1 (при этом ключ 13 закрыт).. 1179385
Rg
Ч
К;1 „Ра, U г
Здесь R
К.k1 и U
Il
S
Uç
Составитель С.Белан
Техред M.Kóçüìà Корректор О.Луговая
Редактор И.Ковальчук
Заказ 5679/53
Тираж 710 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопротивление закрытого ключа 13, коэффициент усиления и выходное напряжение усилителя 1
lO коэффициент передачи повторителя 10; сопротивление резистора 8;
Принимая во внимание, что U R (Uq — U )/R и сравнивая погрешность - с соответствующей i погрешностью прототипа, можно видеть, что при имеющих место на практике значениях параметров элементов, входящих в выражение, погрешность предлагаемого устройства значительно меньше.
Это объясняется тем, что погрешность, обусловленная .конечным значением обратного сопротивления ключа, определяющая в основном общую погрешность ", уменьшена здесь в k раз (для современных операционных усилителей k = 5 (10 — 101).
