Преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для выделения модуля, в качестве прецизионного выпрямителя и фазочувствительного детектора. С целью повышения точности преобразования в динамическом режиме работы в него введены буферный усилитель 19, усилитель-инвертор 17 и ключ 18. Блок 11 управления, содержащий коммутатор 12, формирователь 13, переключатель 14, управляет рабочей ключей либо от входного сигнала, либо от источника 15 управляющего напряжения. В режиме инвертирования ключи 4 и 18 разомкнуты, ключ 3 замкнут, поэтому точка соединения резисторов 7 и 9 находится под нулевым потенциалом, а операционный усилитель 1 с резисторами 6 и 10 находится в режиме инвертирования, в режиме повторения ключ 1 разомкнут, а ключи 4 и 18 замкнуты, поэтому усилитель 1 находится в режиме повторения, а операционный усилитель 2 за счет усилителя 17, ключа 18 и резистора 5 не входит в режим насыщения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 690400 (21) 4616524/24-21 (22) 05.12.88 (46) 23,12.90. Бюл. hh 47 (72) В.И,Матвиив, O.Л.Николайчук, П.П.Паскур и Е.M.Øåâ÷óê (53) 621,317.61(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 690400, кл. G 01 R 19/10, 1977, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для выделения модуля, в качестве прециэионного выпрямителя и фаэочувствительного детектора. С целью повышения точности преобразования в динамическом режиме работы в него введены буферный усилитель

БЫ 1615632 А2

19, усилитель-инвертор 17 и ключ 18. Блок . 11 управления, содержащий коммутатор 12, формирователь 13, переключатель 14, управляет работой ключей либо от входного сигнала, либо от источника 15 управляющего напряжения, В режиме инвертирования ключи 4 и 18 разомкнуты, ключ 3 замкнут, поэтому точка соединения резисторов 7 и 9 находится под нулевым потенциалом, а операционный усилитель 1 с резисторами 6 и 10 находится в режиме инвертирования. В режиме повторения ключ 3 разомкнут, а ключи

4 и 18 замкнуты, поэтому усилитель 1 находится в режиме повторения, а операционный усилитель 2 за счет усилителя 17, ключа

18 и резистора 5 не входит в режим насыщения. 1 ил. а

1615632!

Изобретение относится к измеритель,ной техника, может быть использовано ! ! как устройство выделения модуля, в каче стве прецизионного выпрямителя и фазо .чувствительного детектора и является, усовершенствованием изобретения по авт. св. М 690400.

Целью изобретения является повышение точности преобразования в динамиче;ком режиме работы.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя напряжения.

Преобразователь напряжения содержит операционные усилители 1 и 2, ключи

3 и 4, резисторы 5-10, блок.11 управления,, содержащий коммутатор 12, формирова тель 13, переключатель 14, источник 15 уп равляющего напряжения, схему 16 управления, усилитель-инвертор 17, ключ

I 18 и буферный усилитель 19, Входной зажим

,20 через буферный усилитель соединен с первыми выводами резисторов 6 и 7, ключа 4 и переключателя 14, второй вывод

1 которого соединен с выходом источника 15

: управляющего напряжения, выход переключателя 14 через формирователь 13 ,: соединен с входом коммутатора 12, управляющий вход которого соединен с выходом схемы 16 управления и управляющим входом переключателя 14, первый выход коммутатора 12 соединен с управляющим входом ключа 3, первый вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 2 и входом усилителя-инвертора 17, выход которого через ключ 18 соединен с первым выводом резистора 5, вторым выводом ключа 4 и неинвсртирующим входом операционного усилителя 2, инвертирующий вход которого через резистор 8 соединен с вторыми выводами ключа 3 и резистора 7 и первым выводом резистора 9, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного. усилителя 1, выход которого соединен с выходным за>кимом 21 и через резистор 10 с инвертирующим входом операционного усилителя 1 и вторым выводом резистора 6, второй вывод резистора 5 соединен с общей шиной, управляющие входы ключей 4 и 18 соединены с вторым выходом коммутатора 12.

Преобразователь напряжения работает следующим образом.

В режиме инвертирования ключи 4 и 18 разомкнуты, а ключ 3 замкнут, Усилитель 2 охвачен при этом 100,отрицательной обратной связью (ООС), которая уменьшает в ? "@ раз (где P - 1 — коэффициент передачи цепи ООС; kz — коэффициент усиления усиителя 2) влияние остаточных параметров .ключа 3 и исключает насыщение входных каскадов усилителя 2. Потенциал точки соединения резисторов 7 и 9 равен выходному напряжению усилителя 2, которое равно потенциалу его неинвертирующего входа, со5 единенного через резистор 5 с общей шиной, т.е. равно нулю, Потенциал точки соединения резисторов 7 и 9 определяет режим работы усилителя 1 и в данном случае он работает как инвертор с коэффициентом

10 передачи k = -1 при равенстве резисторов

10 и 6, т.е. при 0вх > О, 0вцх < О и наоборот при 0вх < О, 0вых > О, при этом Uex =

= !0вых .

В режиме повторения ключи 4 и 18 эам15 кнуты, а ключ 3 разомкнут, благодаря чему потенциал точки соединения резисторов 7 и

9 равен выходному сигналу, т.е. потенциалы инвертирующих входов усилителя 1 равны между собой. И так как усилитель 1 охвачен

20 100 ООС через резистор 1 0, то он работает в режиме повторения, т.е. U»x = U,x для

0вцх >.О и -0вцх = Овх для 0вх < О, В данном режиме усилитель 2 и усилитель-инвертор

17, образующие усилительное звено, охва25 чены 100 0GC через замкнутый ключ 18.

Благодаря действию ООС потенциалы его инвертирующего и неинвертирующего входов равны, что исключает насыщение его входных каскадов. Ключ 4 уменьшает раз30 ность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя 2 при разомкнутом ключе 3 в момент скачкообразного изменения входного напряжения

0вх. При воздействии скачка Ь 0вх на входе

35 устройства потенциал инвертирующего входа усилителя 2 также изменяется на значение, равное Л0вх, а изменение потенциала неинвертирующего входа усилителя 2 onðeделяется делителем напряжения, образо40 ванного сопротивлениями замкнутых ключей 4 и 18 и сопротивлением резистора

5. Поскольку сопротивление резистора 5 намного больше сопротивлений замкнутых ключей 4 и 18, то изменение потенциала на

45 инвертирующем входе усилителя 2 примерAUex но равно 2, откуда разность потенциалов между входами усилителя 2 равна д 0 Uex 0вх

"вх т.е. происходит уменьшение вдвое разности потенциалов между входами усилителя 2 при открытом ключе 4 в момент скачкообразного изменения напряжения на

55 входе устройства. Это также уменьшает степень насыщения входных каскадов усилителя 2 в моменты скачкообразного изменения напряжения на входе. В процессе отработки скачка входного напряжения s результа1615632

Формула изобретения

Составитель В. Смирнов

Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Редактор И, Шулла

Заказ 3984 Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская wa0., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 те действия ООС потенциалы на входах усилителя 2 становятся равными между собой и равны значению входного напряжения, при этом потенциалы на входе и выходе ключа 4 равны между собой, в результате чего ток через замкнутый ключ 4 в установившемся режиме не протекает.

Входное сопротивление устройства со стороны ключа 4 различно для установившегося режима и в моменты изменения входного напряжения, что может привести к искажеwe входного сигнала, который оказывается нагруженным на низкое суммарное сопротивление ключей 4 и 18, и выходного сопротивления усилителя-повторителя 17.

Указанное влияние изменения входного сопротивления со стороны входа ключа 4 устраняется буферным усилителем 19.

Управление ключами 4, 18 и 3 осуществляется противофазными выходными напряжениями коммутатора 12. В зависимости оттого, прямое или инвертированное напряжение поступает с выхода коммутатора 12 на управляющие входы ключей 4, 18 и

3 при одном и том же входном напряжении

U x, ключи 4 и 18 могут быть замкнуты, а ,,ключ 3 разомкнут и наоборот, т.е. инвертированием управляющих сигналов ключей 4, 18 и 3 при помощи управляющей схемы 16 можно изменять полярность выходного напряжения наряду с возможностью ее изменения изменением полярности источника

15 управляющего напряжения.

5 Если на формирователь 13 поступает через переключатель 14 входное напряжение, устройство выполняет функции прецизионного выпрямителя, При подаче на аналоговый и управляющий входы гармони10 ческих сигналов устройство выполняет функции фаэочувствительного детектора.

15 Преобразователь напряжения по авт. св. М 690400, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в динамическом режиме работы, в него введены усилитель-инвертор, третий ключ и буферный

20 усилитель, причем вход второго ключа соединен с входным зажимом через буферный усилитель, вход усилителя-инвертора соединен с выходом второго операционного усилителя, а выход усилителя-ин верта ра со25 единен с входом третьего ключа, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, а управляющий вход третьего ключа соединен с управляющим входом второго ключа.