Преобразователь напряжения в ток

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона сигнала. Преобразователь содержит операционный у-дь 1, активньм эл-т 2, эталонньш резистор 3, три пассивных частотно-независимых двухполюсника (ПЧД) 4,5 и 6, незаземленный источник напряжения (НИН) 7 и нагрузку 8. При неинвертирующем включении операционного у-ля 1 ток, определяемый величинами входного сигнала и резистора 3, втекает в одну диагональ моста, образованного активным эл-том 2 (полевой или биполярный транзистор) и ПЧД 4, 5 и 6 (резисторы или нелинейные эл-ты: диоды и стабилитроны ). Т.к. в другую диагональ моста включен НИН 7, то через нагрузку 8 протекает тот же ток, что и через резистор 3, причем ток может протекать в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения. Цель достигается введением ПЧД 4, 5 и 6 и НИН 7. Преобразователь по п.2 ф-лы отличается тем, что ПЧД 4, 5 и 6 выполнены в виде нелинейных зл-тов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л со 00 Ф1М&. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1310998 А1 (51)4 H 03 F 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3563763/.24-09 (22) 10.02.83 (46) 15.05.87. Бюл. Ф 18 (71) Специальное конструкторское бюро автоматизированных газоаналитических систем (72) Д.Д.Алхимов (53) 621.375.024(088.8) (56) Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Л. Энергия, 1980, с.116, рис.5-6..

Титце У.„ Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. N.: Мир, 1982, с.174, рис.12.11. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В

ТОК (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона сигнала. Преобразователь содержит операционный у-ль 1, активный эл-т 2, эталонный резистор 3, три пассивных частотно-независимых двухполюсника (ПЧД) 4,5 и 6, незаземленный источник напряжения (НИН) 7 и нагрузку 8. При неинвертирующем включении операционного у-ля 1 ток, определяемый величинами входного сигнала и резистора 3, втекает в одну диагональ моста, образованного активным эл-том 2 (полевой или биполярный транзистор) и ПЧД 4, 5 и 6 (резисторы или нелинейные эл-ты: диоды и стабилитроны ). Т.к. в другую диагональ моста включен НИН 7, то через нагрузку 8 протекает тот же ток, что и через резистор 3, причем ток может протекать в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения.

Цель достигается введением ПЧД 4, 5 и 6 и НИН 7. Преобразователь по п.2 ф-лы отличается тем, что ПЧД 4, 5 и

6 выполнены в виде нелинейных эл-тов.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1310998

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах формирования токового выходного сигнала измерительных и информационных систем.

Известен преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель и цепь отрицательной обратной связи, при этом нагрузка включе- Ю на непосредственно в цепь обратной связи.

Однако такой преобразователь напряжения в ток может работать только на незаземленную нагрузку и характеризуется ограниченным диапазоном выходных напряжений, определяемых максимальным выходным напряжением операционного усилителя, т.е. не может обеспечить нормальную работу при 29 больших сопротивлениях нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель, охваченный цепью отрица- 25 тельной обратной связи через управ— ляющий переход активного элемента и эталонный резистор.

Однако известный преобразователь также работает на незаземленную наг- ЗО рузку и имеет ограниченный диапазон выходного сигнала.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона сигнала. 3S

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в ток, содержащий операционный усилитель, охваченный цепью отрицательной обратной связи через управляющий пе- 4Î реход активного элемента и эталонный резистор, между выходным электродом активного элемента и инвертирующим входом операционноro усилителя введены последовательно соединенные пер- 45 выи, второй и третий пассивные частотно-независимые двухполюсники, а между выходным электродом активного элемента и точкой соединения второго и третьего пассивных частотно-неза- 50 висимых двухполюсников введен незаземленный источник напряжения, при этом нагрузка включена между обШей шиной и точкой соединения первого и второго пассивных частотно †незави- 55 мых двухполюсников.

Пассивные частотно-независимые двухполюсники вьпюлнены в виде нелинейного элемента.

На фиг.1 дана принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя напряжения в ток при неинвертирующем включении операционного усилителя; на фиг.2 — то же, при неинвертирующем включении операционного усилителя.

Преобразователь напряжения в ток содержит операционный усилитель 1, активный элемент 2, эталонный резистор 3, первый,. второй и третий пассивные частотно-независимые днухполюсники 4, 5 и 6, незаземленный источник напряжения 7 и нагрузку 8.

Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.

Входной сигнал напряжения поступает на один из входов операционного усилителя 1, при этом через эталонный резистор 3 протекает ток, определяемый величиной входного сигнала и величиной эталонного резистора 3.Этот ток втекает в одну диагональ моста, образованного активным элементом 2, в качестве которого может использоваться как полевой, так и биполярный транзистор, и первым, вторым и третьим пассивными частотно-независимыми двухполюсниками 4, 5 и 6, в качестве которых могут использоваться как резисторы, так и нелинейные элементы, т.е. диоды и стабилитроны.

В другую диагональ моста включен незаземленный источник напряжения 7.

Благодаря указанному включению через нагрузку 8 протекает тот же ток, что и через эталонный резистор 3.

В результате выходное напряжение операционного усилителя 1 равно напряжению на эталонном резисторе 3 с учетом падения напряжения на управляющем переходе активного элемента 2 и всегда может быть задано в рабочих пределах реального операционного усилителя. Максимальное выходное напря-, жение преобразователя определяется напряжением незаземленного источника напряжения 7. При этом выходной ток преобразователя напряжения в ток может протекать через нагрузку 8 в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения.

Использование в качестве первого, второго и третьего пассивных частотно-независимых двухполюсников 4, 5 и 6 нелинейных элементов позволяет уменьшить падение напряжения на плечах моста при максимальных выходных токах.

Составитель В.Серов.

Техред И.Попович корректор М.Демчик

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 1901/54 Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

3 1310

Таким образом, положительный эффект от внедрения предложенного преобразователя заключается в следующем . имеется возможность использовать заземленную высокоомную нагрузку; ток через нагрузку может протекать в обоих направлениях в зависимости от знака входного напряжения; напряжение на нагрузке может быть значительно больше, чем максимальное выходное на-10 пряжение операционного усилителя. формула изобретения

1. Преобразователь напряжения в 15 ток, содержащий операционный усили-. тель, охваченный цепью отрицательной обратной связи через управляющий переход активного элемента и эталонный резистор, о т л и ч а ю щ и й-gp с я тем, что, с целью расширения ди998 4 намического диапазона сигнала, между выходным электродом активного элемента и инвертирующим входом операционного усилителя введены последова" тельно соединенные первый, второй и третий пассивные частотно-независимые двухполюсники, а между выходным электродом активного элемента и точкой соединения второго и третьего пассивных частотно-независимых двухполюсников введен неэаземленньй источник напряжения, при этом нагрузка включена между общей шиной и точкой соединения первого и второго пасФ сивных частотно-независимых двухполюсников, 2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что пассивные частотно-независимые двухпо" люсники выполнены в виде нелинейного элемента.