Устройство для преобразования напряжения в ток

 

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в.прецизионных приборах и устройствах. Сущность изобретения: устройство для преобразования напряжения в ток содержит два операционных усилителя 1 и 2, делитель 3 напряжения, выполненный на резисторах 4 и 5, источник 6 входного напряжения, четырехполюсник 7, состоящий из токозадающего резистора 8 Тй ШдаГиЭ .З ил Г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) . %

ГОСУДАРСТВЕЙНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТЙЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

:- " " -; (21) 4849079/21 . . (22) 09,07.90 ::-:; (46) 30.09.92. Бюл, ¹ 36 . (71) Пензенский научно-исследовательский

", :;:;, :. и конструкторско-техйологический институт

;-.;:::.:; ;- ::- .фсредств контроля электронной аппаратуры

:! ; ".-, ""." и изделий электронной техники (72) О,П.Новиков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1068823, кл, 6 01 R 19/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹746306,,кл,,G 01 R 19/00, 1977, «Ъфй@ффр@фФ ЯФ,- Ф:=- к! .":)." М- ."(Ф@42: С-Ф

Изобретение относится к электроизмерйтельнои технике и может быть использо. ва йо "в""й ре и зй"онн-ых- "йрйборах и .,,,... устроиствах, „ : "..-;",; Известно устройство для преобразова-;,.:;: ййя спряжения в ток (см. авт. св, СССР N

1068823, G 01 R 19/00, G 05 F 1/56, 1984), - - содержащее два="ог|ерацйойных" усйЯЙт-еля, -".токозадающий резистор, йагрузку, источ"-, нйк входнбго йайряйенйя"" и-два резйстив... - ных делйтела" йапряжения с равными . :;:"oT46LUGHMAMM сойротйвлейий." "

Недостатком йзвестного устройства яв- ляется сложность, поскольку содержит два резйстивных делителя напряжейия, "вФйолненных йа прецизионных резисторах, @Д@ффффффф ффф@ф дай ь; " @@Я с ффффф *...

,. Известно устройство для преобразова; н ия Фапряжейй я 6""гак (см, ж, "Приборы и

-":, : сист(гмКДйрйвлФФйя". 1983, Ф 7, с. 19, рис, 2), содержащее два onepiqino xbix усилителя, токозадающии резистбр, -нагрузку, делитель найряжения и трй йрецизионньЖ резисто.. „ ра". "" Р. (si)s G 01 R 19/00

1 3i (мэяффйв,"- ф, я" ;д ищфффящ4,4 @4й 4 --;;;(ь ы -,.

;:, .«:Я» МИ. а Ф; «-.È ММ4 -МЗ Й Х ФЪЙ ФМВЪФМ- :Ъа. Е» Э». Ж (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК (57) Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может бйть использовано в прецизионных приборах и устройствах. Сущность изобретения: устройство для преобразования напряжения в ток содержит два операционных усилителя 1 и 2, делитель 3 напряжения, выполненный на резисторах 4 и 5, источник

6 входного напряжения, четырехполюсник

7, состоящий из токозадающего резистора 8 и йаг руз"ки 9. 3 йл. 7 Ф .- "ъ; >" Ф-М и жж ЪЙМЙЖ, Я юфйф@"- :- -« 4:жф; Ф:)!Р ж@ ффф фйиф%уяфй я э,ф," ;

М6Ф КФЖ;:Ж =".Л с4. - ".МИ:":ИЛЬ:-Ж: ЙФЙЙПЙЮИ-. МЙЯФЙМ:. Ф . МФМНедостатком этого устройства является сложность из-за необходимости использовайия прецизионных резисторов, Наиболее бли ким техническим решением к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является устройство для преобразования напряжения в ток (см, авт, св."СССР N 746302, G 01 R 19/00, G 01 R

15/08, 1977), содержащее два операционных усилителя, делйтель йапряжения, истбчниквходного напряжения, четырехполюсник, первый вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя и первому крайнему выводу делителя напряжения, второй крайний вывод которого соединен с втбрым входом четырехполюсника и выходбм "второго операцион йод усилителя," инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу делителя напряжения, а неинвертирующий вход — к шине нулевого потейциала питания ойерацйонных усилителей, первый выход четырехполюсника через-"первый, второй, через последовательно соединейные резисторы и источник входно1765777

lsux

5 где Овх — выходное напряжение источника 6;

U9 — падение напряжения на нагрузке 9;

Вэ — сопротивление токозадающего резистора 8;

В (, Rg — сопротивления резисторов 4, 5

10 делителя напряжения 3;

R10...В1з — сопротивления резисторов

10...13.

Если выполняется условие: В10 В1з - 811 х х(Я8+ Ка) = О, то выражение для определе15 ния значения выходного тока приметследующий вид: (-) вых R10 (ВЫХ

R8 R11

Таким образом, известное устройство для преобразования обладает недостатком— сложностью, поскольку для качественной работы этого устройства необходимо вы25 полнение условие: 10 (12 + RS

Работает устройство для преобразования напряжения в ток следующим образом.

При включении источников питания (на схеме не показаны) операционных усилителей

1 и 2 и источника 6 входного напряжения 5 выходной ток устройства будет протекать по цепи: выход первого 1 операционного усилителя, первый "1" входчетырехполюсника 7, токозадающий резистор 8, нагрузка 9, второй вход "2" четырехполюсника 7 5 и выход второго 2 операционного усилителя, или наоборот, в зависимости от полярности входного напряжения. При этом значение выходного тока будет определяться следующим выражением: го напряжения подключен к шине нулевого потенциала, а второй выход четырехполюсника подключен к шине нулевого потенциала через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы, причем точка соединения первого и второго резисторов подключена к инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к точке соединения третьего и четвертого резисторов.

На фиг, 1 представлена схема известного устройства для преобразования напряжения в ток. Устройство содержит два операционных усилителя 1 и 2, делитель напряжения 3, выполненный на резисторах

4 и 5, источник входного напряжения 6, четырехполюсник 7, содержащий токозадающий резистор 8 и нагрузку 9, первый вход

"1" 7 подключен к выходу первого 1 операционного усилителя и первому крайнему выводу делителя напряжения 3, второй крайний вывод которого соединен с вторым входом "2" четырехполюсника 7 и выходом второго 2 операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу делителя напряжения 3, а неинвертирующий вход — к шине нулевого потенциала питания операционных усилителей 1 и 2, первый вь ход "3" четырехполюсника 7 через первый 10, второй 11 последовательно соединенные резисторы и источник входного напряжения 6 подключен к шине нулевого потенциала, а второй выход "4" четырехполюсника 7 подключен к шине нулевого потенциала через последовательно соединенные третий 12 и четвертый 13 резисторы, причем точка соединения первого 10 и второго 11 резисторов подключена к инвертирующему входу первого 1 операционного усилителя, неинвертирую.щий вход которого подключен к точке соединения третьего 12 и четвертого 13 резисторов..Ц

Rs (В4 В11 (R12+Я13)+Й5 Rn (R10+В11)) -Uox R10 ((R4 + R5 Rn+Rn +ВБ Йв)+09 R4 (R>oRn-R11 Ra+Rn

При этом укаэанные резисторы должны быть прецизионными, Целью изобретения является упрощение конструкции устройства за счет исключения прецизионных резисторов иэ его схемы.

Цель достигается тем, что в устройстве для преобразования напряжения в ток, содержащем два операционных усилителя. делитель напряжения, источник входного напряжения и четырехполюсник, первый вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя и первому крайнему выводу делителя напряжения, второй крайний вывод которого соединен с вторым входом четырехполюсника и выходом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу делителя напряжения, а неинвертирующий вход — к шине нулевого потенциала питания операционных усилителей, один из входов первого операционного усилителя подключен к первому выходу четырехполюсника, второй выход которого через источник входного напряжения соединен с другим входом первого операционного усилителя.

Цель достигается тем, что силовой узел содержит последа вател ьно соединен н ые токозадающий резистор и нагрузку, вклю1 !

5 176577 ченные между первым ивторым вхЪдамй, причем выводы токозадающего резистора подключены к первому и "второму выходам четы рехп ол юс ника.

Из числа известных технических реше- 5

:,=". - ний автору не известно йрйменение отличи4: --::-:-;: тельных признаков заявляемого устройства

- :- по "тому"же=йа значению и дающйх тот"же - . эффект, т.е, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существен- 10 .- ные"отлйчйя".

:: - ."". На фйг."2 йри*ведена схема предлагае,- мого "устройства для преобразования на1 .. пряжейия в ток."Устройство содержит два операцйоййых" усй)1йтеля .1 и 2, делитель 15 ! - :..;- напряжейия 3, выполненный на резисторах

4" и 5, источник 6 входного напряжения и 4етырехполюсйик 7, первый вход "1" кото- рого подключей к выходу йервбго 1 операЦиоййого :усилителя""и первому" крайнему 20 выводу ДТйй%ляя""йа"и ря жения" 3, второй крайнйй вывод которого соединен с вторым входбм""2" четырехполюсника 7 и выходом второго" 2 операционного усилителя, инвер. тирующий вход которого подключен к сред- 25 нему выводу делителя напряжения 3, а неинвертирующий вход — к шине нулевого потенциала nитанйя "oriepaöèîííûõ усилй-" телей 1 и 2, один из входов первого 1 операционного усилителя подключен к первому 30 выходу "3" четы рехполюсника 7, второй вы ход "4" которого через источник 6 входного

: напряжеййя сбедийе."н с другим-входом- первогб 1 операционного усилителя, На фиг, 3 приведена схема четырехпо- 35 люснйка 7, Четырехполюснйк 7 содержит вклю- ченные Me>kjjglервым "1" и вторым "2" входами йоследбвательйо-соедийенные токозадаioщий резистор 8 и нагрузку 9, причем выводы токозада1оЩего резйСтора 8 подключены к 40 первому "3" и второму "4" выходам четырех полюсника 7.

Работает устройство для преобразования найряжения в ток следующим образом.

При включении источйиков питания (на схе- 45 ме не показаны) операционных усилйтелей

1, 2 и источника 6 входного напряжения выходной ток устройства протекает по цепи",выход первого 1 операционного усилителя,"первый "1" вход четырехполюсника,7, 50 токозадающий резистор 8, нагрузка 9 (или йаоборот, нагрузка 9, токозадающий резйстор 8), второй "2" вход четырехполюсника

7 и выход второго 2 операционного усилите ля"или Наоборот, в завйсимости от полярно- 55 . сти выходйoro ййГряже ния "истбчника 6;

Выходной ток устройства создает падение

"" напряжеййя=йа токозадающем резйсторе 8 и, благодаря отрицательной обратной связи

7 6 с выхода йервого 1 операционного усилителя на его инвертирующий вход, который мо жет быть подключен к первому "3" выходу или второму "4" выходу четырехполюсника

7, это падение напряжения устанавливается равным значению выходного напряжения источника 6, Выходной ток устройства при этом будет определяться следующим выражением: ! вых = + U sx/ Й8, где 0 — выходное напряжение источника

R8 — сопротивление токозадающего резистора 8.

Отрицательная обратная связь с выхода первого 1 операционного усилителя на второй "2" вход четырехполюсника 7, выполненная на втором 2 операционном усилителе и делителе напряжения 3, содержащем последовательно соединенные резисторы 4 и 5, при равенстве значений сопротивлений этих резисторов, обеспечивает равенство значений разнополярных выходных напряжений первого 1 и второго

2 операционных усилителей, Таким образом, благодаря предложенному включению выходов силового узла и входов первого операциойного усйлителя упрощена конструкция устройства для преобразования напряжения в ток, а также повышено его входное сопротивление, Формула изобретения

Устройство для преобразования напряжения в ток, содержащее два операционных усилителя, делитель напряжения, источник входного напряжения и четырехполюснйк, вййолнеййый на последовательно соединенных токозадающем резисторе и нагрузке, причем первый вход четырехполюсника подключен к выходу первого опе- = рационного усилителя и первому выводу делителя напряжения, второй вывод которого соединен с вторым входом четырехполюсника и выходом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу делителя напряжения, а неинвертирующий вход — к общей шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, один из входов первого операционного усилителя подключен к первому выходу четырехполюсника, второй выход которого через источнйк входного напряжения соединен с другим входом первого операционного усилителя, выходы четырехполюсника соединейй с выводами токозадающего резистора.

1765777

Фиг,1 у, 5

Составитель О. Новиков

Редактор Т. Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор И. Шулла

Заказ 3383 Тираж 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