Операционный блок

 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных системах. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в операционном блоке, содержащем два операционных усилителя 1 и 6 и пять операторных двухполюсников 4, 5, 7, 8 и 9 с соответствующими связями, второй операционный усилитель 6 совместно с операторными двухполюсниками 7, 8 и 9 образует операторный двухполюсник с отрицательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1, за счет чего осуществляется компенсация импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 6 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4677678/24 (22) 11.04,89 (46) 30.07,91. Бюл, ¹ 28 (71) Киевский автомобильно-дорожный институт им,60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.В. Карандаков, И.Д,Осипчук, С.И.Осипчук и Е.Л.Барилович (53) 681.335(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 962987, кл. G 06 G 7/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 922779, кл. 6 06 G 7/12, 1980. (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ БЛОК (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислитель„„Я2„„1667112 А1 ных системах. Цель изобретения — расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик, Поставленная цель достигается тем, что в операционном блоке, содержащем два операционных усилителя 1 и 6 и пять операторных двухполюсников 4, 5, 7, 8 и 9 с соответствующими связями, второй операционный усилитель 6 совместно с операторными двухполюсниками 7, 8 и 9 образует операторный двухполюсник с отрицательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1, за счет чего осуществляется компенсация импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5.

1 ил.

1667112 (2) + О р

Поинимая, что — (3) (4) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть испол ьзовано в аналоговых вы числ ител ьных системах.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного операционного блока.

Схема содержит первый операционный, усилитель 1,.информационный вход 2 и выход 3 операционного блока, первый 4 и вто рой 5 операторные двухполюсники, второй операционный усилитель 6, представляющий совместно с первым операционным усилителем 1 двухканальный операционный усилитель, третий, четвертый и пятый операторные двухполюсники 7; 8 и 9, шину 10 нулевого потенциала.

Второй операционный усилитель 6 совместно с операторным двухполюсником 9 и операторными двухполюсниками 7 и 8 об1

: разуют операторный двухполюсник с отри, цательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1. Это позволяет осущест . вить компенсацию импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5 и расширить класс решаемых им задач.

Кроме этого, использование в качестве первого операционного усилителя 1 и второго операционного усилителя 6 двухканального операционного усилителя с близким по каждому из каналов усиления напряжением смещения позволяет уменьшить погрешность операционного блока, вызванную напряжением смещения и, как следствие этого, расширить его динамический диапазон.

Относительно инвертирующего входа операционного усилителя 6 операционный блок описывается уравнением вида — + + з- Х

О() + Ыых p + Ьых Р) + U x p) Ъ (Р) +А (р) (1) где Z1(p), Zz(p), Z3(p) — импедансы операторных двухполюсников 5, 4 и операторного двухполюсника 7;

U8x(p) — входное напряжение операционного блока;

UBHx(P), Овых,1(P) — выхоДное напРЯжение операционного блока (операционного усилителя 1) и операционного усилителя 6 соответственно;

5 U(p) — напряжение инвертирующего входа операционного усилителя 6.

Относительно неинвертирующего входа операционного усилителя 6 операционный блок описывается уравнением

10 где (p):, Zs(p) — импеданс операторных двухполюсников 8.и 9 соответственно.

ВЫраЗИВ ИЗ ураВНЕНИя (2) Овых,1(р) И Пад20 ставив его в уравнение (1), получим, что вых (p) = 0вх (p) +

Ъ р

1 Р

25 + (1 +фЯР ®Р ЪЯР) ()(p) получим зависимость между входным и выходным напряжениями операционного бло35 ка в виде

u,... (Р) = — Z;© Ы. (Р) 40 Следовательно, операционный блок инвертирует входной сигнал и может выполнять операцию интегрирования (Z1(p) = R, Zz(p) = 1/рс), дифференцирования (Z1(p) =

=1/рс, 22(р) = R) или выступать в качестве

45 инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся от нуля до

Я2/ R1)

Остановимся далее на метрологических характеристиках предложенного операци50 онного блока, При этом рассмотрим влияние напряжений смещения первого и второго операционных усилителей 1, 6 (0си.1(р), Ucw.2(p) на точность работы операционного блока. Для этого соединим инфор55 мационный вход 2 операционного блока с шиной 10 нулевого потенциала и запишем его уравнение относительно неинвертирующего и инвертирующего входов второго операционного усилителя 6 в виде:

1667112

Формула изобретения

ВыРазив из втоРого УРавнениЯ Овых.1(Р) и подставив его в первое, после преобразования и учета зависимости (3) получим, что и„„(р) = (1+ Я) х (5)

Х Им.2 (P) — -Ц 0:м.f (P), Выбирая в качестве первого и второго операционных усилителей 1, 6 двухканальный операционный усилитель 6 близкими по значению напряжениями смещения

Осм.1(p) Я U«.2(р) и задаваясь Z3(p) = Zf(p), получим из выражения (5) выражение вида

Овых (p) = (6)

ЛО: (Р)+Им.2(P) где +UcM. (Р) = LGM.1(р) — LCM.г(р).

Из выражения (6) следует, что в режиме

Составитель Н.Зайцев

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 2527 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

« ф) -, р ð) х х U(p)+ "" Р +

Р) + - ых1 Р + Им.1

Р +1р

1 Z, p + p U(p) Q„. (p) +

+ -0

Р интегрирования и дифференцирования операционный блок имеет ошибку, зависящую только от разности близких по значению напРЯжений Осм.1(P). О,.г(Р). КРоме того.

5 операционный .блок осуществляет операцию инверсий знака входного напряжения и, учитывая, что входное сопротивление предложенного операционного блока велико, в режиме дифференцирования сущест10 вен но повышается. помехозащищенность.

Операционный блок, содержащий два

15 операционных усилителя и пять операторных двухполюсников, выход первого операционного усилителя является выходом блока и подключен к первому выводу первого операторного двухполюсника, инверти20 рующий и неинвертирующий входы второго операционного усилителя соединены с общими выводами соответственно второго, третьего и четвертого, пятого операторных двухполюсников, а выход подключен к сво25 бодным выводам третьего и четвертого операторных двухполюсников, свободный вывод пятого операторного двухполюсника подключен к шине нулевого потенциала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расши30 рения класса решаемых задач и улучшения метрологических характеристик, в нем второй вывод первого операторного двухполюсника через второй операторный двухполюсник подключен к инвертирующе35 му входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является информационным входом блока.