Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в электронных устр-вах различного назначения . Цель изобретения - повьшение точности коэф.передачи. Устр-во содержит операционные у-ли (СУ) 1,2, резистивные делители 3,4 напряжения, резистивные матрицы 5,6, коммутато ры напряжения (КН) 7,8. В устр-во введены еще два КН 9,10 и повторитель напряжения 11. В устр-вё исключено влияние сопротивления ключей в КН 7,8,9,10 на точность козф. передачи . Упрощение предложенного устрва проявляется в том случае, когда требуется реализовать большое число дискретных значений коэффициента передачи , связанных между собой определенным законом. I ил.

(19) И1>

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<5g 4 Н 03 F 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ь е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41 57251/24-09 (22) 27.10.86 (46) 15.08.88 ° Бюл. 9 30 (72) О.С.Андреев, О.П.Андрух, Б.А.Бохонко, В.И.Диденко и В.А.Калынюк (53) 621 .375.24 (088.8) (56) Interfase integrated. Circuit.

D.À.Т.А.Book. Edition 8, November

1980, 03.04.81,схема Е 3-25. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в электронных устр-вах различного назначения. Цель изобретения — повышеЪ ние точности коэф.передачи. Устр-во содержит операционные у-ли (ОУ) 1,2, резистивные делители 3,4 напряжения, резистивные матрицы 5,6, коммутато ры напряжения (КН) 7,8 . В устр-во введены еще два КН 9,10 и повторитель напряжения 11. В устр-ве исключено влияние сопротивления ключей в КН 7,8,9,10 на точность коэф. передачи. Упрощение предложенного устрва проявляется в том случае, когда требуется реализовать большое число дискретных значений коэффициента передачи, связанных между собой определенным законом. 1 ил.

1417175

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в электронных устройствах различного назначения.

Цель изобретения — повышение точности коэффициента передачи.

На чертеже изображена структурная электрическая схема дифференциального усилителя. 10

Дифференциальный усилитель содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители (ОУ), первый 3 и второй 4 резистивные делители напряжения, пер вую 5 и вторую б резистивные матрицы, 15 первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 коммутаторы напряжения, повторитель 11 напряжения, блок 12 управления.

Дифференциальный усилитель рабо- 20 тает следующим образом.

По команде с блока 12 управления

i-й выход первой резистивной матрицы

5 через первый коммутатор 7 напряжения подключается к входу повторителя 11 напряжения, аналогично j-й

4 выход второй резистивной матрицы 6 через второй коммутатор 8 напряжения подключается к инвертирующему входу второго ОУ 2. Кроме этого, i-й и 30

j-й выходы первой 5 и второй 6 резис.— тивных матриц соединяются между собой через третий 9 и четвертый

10 коммутаторы напряжения.,Разность напряжений ь Бе» между входами Вх.НИ и Вх.И устройства, умноженная на коэффициент отношения резисторов в первом 3 и втрром 4 делителях напряжения, прикладывается к i-му резистору первой разистивной матри- 40 цы 5, вызывая протекание тока а I по цепи — выход первого ОУ 1, i-й резистор первой резистивной матрицы

5, третий 9 и четвертый 10 коммутаторы напряжения, j-й резистор второй резистивной матрицы 6 и выход второго ОУ 2: дБ

М )

R„ где R; — сопротивление i-ro резисто- 50 ра в первой резистивной матрице 5.

На выходе Вых устройства при этом формируется напряжение, определяемое выражением 55

U U — gI R U +ьП d. — +-— - gl)

К

ЕН» о f О аЫ» где 0 — напряжение на шине опорного потенциала.

Согласно (1) коэффициент передачи устройства К„ определяется выражением

К

R и R;

R где «

K. К. (2) Выражение (2) справедливо для идеальных первого 1 и второго 2 ОУ, коэффициенты усиления которых стремятся к бесконечности.

Если же первый 1 и второй 2 ОУ имеют конечные значения .коэффициентов усиления соответственно А< и А, то коэффициент передачи К я устройства определяется выражением

1+«1 (1+ ) (1+«„)

1+ — — + —.— + — - - — - — -" — (3)

А, А А, ° А

Согласно (2) и (3) определим погрешность g коэффициента передачи из-за конечного значения коэффициентов усиления первого 1 и второго 2 ОУ.

JÃ К -К вЂ” — 100% =

Ко

Г «+1 1 й= + t

А, А (.1+«) (1+.1 )1

+ "— — - — е-) 100%.

А1Aà (4) В предлагаемом устройстве наибо лее удобно выбрать значения с = 1.

Тогда коэффициент передачи устройства полностью определяется значением

Пусть требуется изменять коэффициент передачи устройства в пределах 1-1000. Определим по формуле 4 значения погрешности коэффициента передачи dÄ Ä H g, соответствуюмс кс щие крайним значениям коэффициента передачи, приняв А, = А = 10 . Получим Гмин = 0 ° 03%» d ê

В предлагаемом дифференциальном усилителе исключено влияние сопротивления ключей в коммутаторах 7 - 10 напряжения на точность коэффициента передачи. Это достигается тем, что через коммутирующие элементы первого.

?175

60

В

ВНИИПИ Заказ 4077/56 Тираж 928 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 141

7 и второго 8 коммутаторов напряжения протекание тока ограничено на уровне входных токов повторителя 11 напряжения и инвертирующего входа

ОУ 2, поэтому падение напряжения на этих элементах может .быть сведено к

I минимуму. Протекание тока через коммутирующие элементы третьего 9 и четвертого 10 коммутаторов напряжения не приводит к погрешности, так как всякое изменение потенциала на i-м выходе первой реэистивной матрицы 5 отслеживается первым .ОУ 1 и ток через i-й резистор первой резистивной матрицы 5 не меняется и, следователь.но, остаются неизменными ток через

j-й резистор второй реэистивной мат рицы 6 и напряжение на выходе Вых устройства.

Упрощение предлагаемого дифференциального усилителя проявляется.в том случае, когда требуется реализовать большое число дискретных значений коэффициента передачи, связанных между собой определенным законом, например, двоичным..Пусть требуется реализовать N коэффициентов передачи устройства. В предлагаемом уст-. ройстве для этого потребуется 2(k+1) ключевых элементов и k+1 резисторов, причем N k 1. Пусть k 1. Тогда в устройстве N коэффициентов передачи реализуется на 4 4И ключевых элементах и 2 КМ резисторах. Предлагаемый усилитель имеет преимущество в сравнении с прототипом уже при

N э4.

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий первый операционный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подключены к отводам соответственно первого и второго резистивных делителей напряжения, первые выводы которых являются соответствующими входами дифференциального усилителя, второй вывод первого резистивного делителя напряжения соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, первую и вторую резистивные матрицы, выполненные соответственно на k и 1 резис" торах, первые выводы которых объеди,Ъ нены и во второй резистивйой матрице соединены с выходом второго операционного усилителя, первый и вто" рой коммутаторы напряжения, выполненные с одним выходом, соответст венно k и 1 входами, k и 1 входа" ми управления, при этом k и 1 входы соответственно первого и второго коммутаторов напряжения подключены к k и 1 вторым выводам соответственно первой и второй резистивных матриц, выход второго коммутатора напряжения подключен к инвертирующему входу второго операционного уси20 лителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности коэффициента передачи, введены третий коммутатор напряжения, выполненный с одним выходом, k входами

25 и k входами управления, четвертый коммутатор напряжения, выполненный с одним входом, 1 выходами и 1 входами управления, повторитель напряжения, вход которого подключен к выхо30 ду первого коммутатора напряжения, а выход — к второму выводу второго резистивного делителя напряжения, выход первого операционного усилителя подключен к первым выводам первой резистивной матрицы, k вторых вы Г водов которой подключены соответст" венно к k входам третьего коммутатора напряжения, выход которого соединен с входом четвертого коммутатора напряжения, 1 выходы которого соединены соответственно с 1 вторыми выводами второй резистивной матрицы, при этом k и 1 входы управления первого и второго коммутаторов нап" ряжения объединены с k и 1 входами управления третьего и четвертого коммутаторов напряжения соответст венно, неинвертирующий вход второго операционного усилителя является входом опорного напряжения, а выход второго операционного усилителя является выходом дифференциального усилителя.