Преобразователь напряжение-ток
Изобретение относится к области электроиэмерений и может быть использовано в аналоговой измерительной и вычислительной технике. Цель изобретения - повьшение точности преобразования . Устройство содержит транзисторы 1 и 9, резисторы 2, 8 и 11 и операционные усилители 4, 7. Соединение неинвертирующего входа операционного усилителя 7 с входной шиной 6, а вывода резистора II с эмиттером, транзистора I повысило входное сопротивление в 10 - Ю раз, а следовательно, и точность преобразования за счет уменьшения на величину входного сигнала, 1 ил. Выход 1 В ь/ход 2 Вход 2
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБ ЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 R 19 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Выход 1 Выход 2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3820543/24-21 (22) 30.11.84 (46) 30.04.86,Бюл. В 16 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) И.P.Ñîáîëåâñêèé (53) 621.317.7(088.8) (56) Заявка ФРГ В 2711864, кл. G 05 F 1/56, 1977, Авторское свидетельство СССР
)) 1096622, кл. С 05 F 1/56, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНЫ .-ТОК (57) Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано в аналоговои измерительной и вычислительной технике. Цель изобретения — повышение точности преобразования. Устройство содержит транзисторы 1 и 9, резисторы 2, 8 и 11 и операционные усилители 4, 7. Соединение неинвертирующего входа операционного усилителя 7 с входной шиной 6, а вывода резистора 11 с эмиттером транзистора 1 повысило входное сопротивление в 10 — 1Оп раз, а следовательно, и точность пре- образования за счет уменьшения на величину входного сигнала.
1ил. (8) можно записать
Б „=-Ц»
Б 11 (10) (11) Подставив соотношения (3) — (5), (10) и (11) в уравнения (1) и (2), получают выражения для эмиттер ннх токов транзисторой 1 и 9: — + — — —; (12)
U — ŠU — L2
31 R R
Е Ь вЂ” 1; („) 2
R, Токи в пепи коллекторов транзисторов — Ц1.
Л Ж, ) У
Ui — Ux.
ГU — Е
=о(К
ГU2 — Е
1 =4 (14) (15) 1 12280
Изобретение относится к устройствам для электроизмерений и может быть использовано в аналоговой измерительной и вычислительной технике, например в аналоговых перемножителях сигналов.
Цель изобретения — повышение точности преобразования путем увеличения входного сопротивления.
ha чертеже приведена электрическая 10 принципиальная схема преобразователя напряжение — ток.
Преобразователь напряжение — ток содержит первый транзистор 1, эмиттер которого через первый резистор 2 под- 15 ключен к шине опорного напряжения, а коллектор — к первой выходной шине 3.
База транзистора 1 подключена к выходу первого операционного усилителя (ОУ) 4, неинвертирующий вход которого 20 соединен с первой входной шиной 5,. а инвертирующий — с эмиттером транзистора 1. К второй входной шине 6 подключен неинвертирующий вход второго операционного усилителя (ОУ) 7, инвер-25 тирующий вход которого соединен через второй резистор 8 с шиной опорного напряжения, а выход — с базой второго транзистора 9, эмиттер которого соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 7, а коллек тор — с второй выходной шиной 10. Между эмиттерами транзисторов 1 и 9 включен третий резистор 11.
Преобразователь напряжение — ток работает следующим образом.
Входное напряжение U» - "U, — U приложенное к входным шинам 5 и 6, поступает на неинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 7, ко40 торые совместно с транзисторами 1 и
9 и резисторами 2 и 8 образуют два идентичных однополярных управляемых стабилизатора тока. Стабилизация коллекторных токов Х, н Х транзисторов
1 и 9, являющихся выходными токами
45 преобразователя, осуществляется благодаря включению переходов база-эмиттер транзисторов 1 и 9, в цепь обратной связи ОУ 4 и 7. Резисторы 2 и 8 (R» H R2) в эмиттерных цепях
50 транзисторов совместно с исто!ником опорного напряжения Е создают начальные токи в выходных цепях преобразователя при нулевом входном сигнале, равные половине максимального значения выходного тока. Резистор 11 (R ) обеспечивает дифференциальный режим работы устройства, создэвэя связь между эмиттерными цепями транзисторов.
Работа устройства описывается следующей системой уравнений:
1,= I,— 1 (1) (2) э» (3)
R, А2
Е (4)
2 P t 2
Щд- Цр, (5) з R
K(U„Цэ» ) 1!э» 11Би где I „, U, — ток эмиттера и напряжение на эмиттере транзистора 1 соответственно;
5 2- ток эмиттера и напряжение на эмиттере транзистора 9 соответствен но;
U U — напряжение на перехоб Э» ° Б22 дах база-эмиттер транзисторов 1 и 9 соответственно;
I„ I,I — токи в цепях резисторов 2, 8 и 11 соответственно;
К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя для дифференциального сигнала.
Ез соотношений (6) и (7) получают выражения для эмиттерных напряжений:
К 1
U = — U — — Ub.
K+1 " К
К 1 — — -U — -U (9)
К+1 2 К
К
Учитывая что — — — «1; 1/Y. - О, Э
К+
1228023 ()Е+
U ) 2 1 2 (16) 10
Составитель A.Ãó÷êîâñêèé
Редактор Л.Пчелинская Техред 8.Кадар Корректор M.Ïoæo
Заказ 2283/45 Тираж 728 Годписное
ВНИГПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4 где с(, ц — коэффициенты передачи
1 2 эмиттерного тока транзисторов 1 и 9.
Дифференциальный выходной ток преобразователя при условии, что d,= 2
0бесгечивая равенство сопротивлений R, и Р. резисторов 2 и 8, исключают влияние опорного напряжения
Е на выходной сигнал преобразователя дТ = (- + -- )t; . (17)
1 2
R ьл
Таким образом, выходной дифференциальный ток преобразователя пропорционален входному дифференциальному напряжению.
Каждое плечо схемы предлагаемого преобразователя напряжение — ток, образованное операционным усилителем с включенным в цепь обратной связи делителем напряжения, который, в свою очередь, образован переходом база — эмиттер транзистора и опорным резистором представляет собой разновидность операционной схемы с последовательной обратной связью по напряжению. При достаточно большом К эквивалентное входное сопротивление рассматриваемои схемы определяется в основном входным сопротивлением операционного усилителя для синфазных сигналов.
Входным сопротивлением преобразователя являются входные сопротивления операционных усилителей.
Таким образом, отличия преобразователя обеспечивают повышение входного сопротивления в 10 — !О раз, вследствие чего повышается и точность преобразования, поскольку уменьшается влияние на величину входного сигнала.
Формула изобретения
Преобразователь напряжение-ток, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входной шиной, а выход — с базой первого транзистора, коллектор которого соединен с первой выходной шиной, а эмиттер — с инвертирующим входом первого операционного усилителя и через первый резистор — с шиной опорного напряжения, второй операционный усилитель, выход которого соединен с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к второй выходной шине, .а эмиттер — к инвертирующему входу второго операционного усилителя, через второй резистор — к шине опорного напряжения, а также непосредственно к первому выводу третьего резистора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с второй входной шиной, а
35 второй вывод третьего резистора — с эмиттером первого транзистора.
