Сумматор

 

Использование: суммирование нескольких сигналов от источников напряжения и преобразование этой суммы в ток для передачи по линии связи. Сущность изобретения: сумматор содержит блок 1, состоящий из п входных источников напряжений, блок 2, содержащий п масштабных резисторов, блок 3, содержащий п операционных усилителей , параметрический стабилизатор 4, резистор 5 нагрузки и источник 6 питающего напряжения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 06 G 7/t4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4826294/24 (22) 05.03,90 (46) 30.10,92, Бюл. hk 40 (71) Самарский политехнический институт им. 8, В. Куйбышева и Московское производственное объединение "Манометр" (72) Г, Н. Кирюшин и С. И. Мильман (56) Л.Фолкенберри. Применение операционных усилителей и линейных ИС, М., "Мир", 1985, стр, 108, рис. 5. 1.

Авторское свидетельство СССР

М 1101842, кл, G 06 G 7/14, 1982. (в>5Uцп 1 772807 А1 (54) СУММАТОР (57) Использование: суммирование нескольких сигналов от источников напряжения и преобразование этой суммы в ток для передачи по линии связи. Сущность изобретения: сумматор содержит блок 1, состоящий из и входных источников напряжений, блок

2, содержащий и масштабных резисторов, блок 3, содержащий п операционных усилителей, параметрический стабилизатор 4, резистор 5 нагрузки и источник 6 питающего напряжения. 1 ил.

1772807

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроении для суммирования нескольких сигналов от нескольких источников напря>кения и преобразования этой суммы в ток для передачи его по линии связи.

Известна схема последовательного суммирования сигналов от двух источников напряжения в виде разбалансированной мостовой цепи, диагонали питания которой подключены к своим источникам питания, а их измерительные диагонали, с целью суммирования сигналов. соединены последовательно 1, Известен инвертирующий сумматор, содер>кащий операционный усилитель, весовые (входные) резисторы и резистор обратной связи, общая точка всех резисторов обратной связи подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, свободные выводы весовых резисторов являюгся входными, а свободный вывод резистора обратной связи соединен с выходом усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной схемы 2.

Недостаток этого сумматора состоит в том, что коэффициент передачи сумматора определяется отношением резистора обратной связи к весовому, причем внутреннее сопротивление входного источника входит в величину весового резистора, В подавляющем большинстве случаев внутреннее сопротивление источника входного сигнала изменяется в достаточно широких пределах во времени и в зависимости от величины входного сигнала и температуры окружающей среды, что приводит к ощутимой ошибке суммирования, Прототипом предлагаемому сумматору является неинвертирующий сумматор, содержащий усилитель, нагруэочный резистор, масштабные резисторы и двухполярный источник питания, причем неинвертирующий вход операционного усилителя через соответствующие масштабные резисторы подключен к входным клеммам неинвертирующего сумматора, а нагрузочный резистор включен между выходом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен со средним выводом двухполярного источника питания, а инвертирующий вход подключен к шине нулевого потенциала 3.

Этот сумматор обладает всеми недостатками предыдущего аналога.

Цепь1о изобретения является повышение точности суммирования сигналов и рас5

55 ширение функциональных возмржностей сумматора.

Поставленная цель достигается тем, что в сумматор, содержащий и источников входных напряжений, одни иэ выводов которых объединены и соединены с шиной нулевого потенциала и с одним из выводов нагрузочного. резистора, и масштабных резисторов и основной операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, а выводы питания подключены к источнику питающего напряжения, введены параметрический стабилизатор и и-1 допалнительныx операционных усилителей, инвертирующие входы которых соединены с их выходами, выход основного операционного усилителя и выходы и — 1 дополнительных операционных усилителей через и соответствующих масштабных резисторов подключены к шине нулевого потенциала, неинвертирующие входы всех и операционных усилителей подключены к свободным выводам соответствующих источников входных напряжений, выводы питания и — 1 до пол нител ьных опе рацион ных усилителей подключены к источнику питающего напряжения и к внешним выводам параметрического стабилизатора, выход которого соединен со свободным выводом нагруэочного резистора.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема сумматора.

Сумматор содержит блок 1, состоящий из и входных источников напряжений, блок

2, содержащий и масштабных резисторов, блок.3, включающий в себя основной и и — 1 дополнительных операционных усилителей, параметрический стабилизатор 4, резистор

5 нагрузки и источник 6 питающего напряжения, Одним из выводов всех источников входных напряжений блока 1 объединены и подключены к шине нулевого потенциала, соединенного с общей точкой и масштабных резисторов блока 2 и резистором 5 нагрузки. Выводы питания всех операционных усилителей блока 3 подключены к источнику

5 питания и к внешним выводам (входу) параметрического стабилизатора 4. Каждый инвертирующий вход операционного усилителя соединен с собственным выходом и свободным выводом соответствующего ему масштабного резистора блока 2. Неинвертирующий вход каждого операционного усилителя блока 3 соединен с соответствующим ему источником входного напряжения блока 1. Резистор 5 нагрузки подключен между шиной нулевого потенциала и выходом (внешний вывод) параметрического стабилизатора 4, 1772807 (2) нля, ва и;

R; т. о. Ит

К -+

Составитель Г,Кирюшин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö

Редактор

Заказ 3847 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Сумматор работает следующим образом.

При подключении питания к устройству и наличии входных напряжений на входах операционных усилителей по нагрузке по- 5 течет ток, определяемый соотношением ! н= — Й, 1 (1)

R, где Ui — напряжение на входе 1-го операци10 онного усилителя, и — число усилителей в схеме, R — масштабные резисторы блока 2.

Формула (1) справедлива для случая одинаковых масштабных резисторов блока

2, Из (1) следует, что предложенный сумматор выполняет одновременно и функцию преобразователя суммы входных напряжений в ток, ибо он не зависит от нагрузки 5, безусловно при соблюдении некоторых условий.

Эти условия определяются величиной коэффициента усиления отдельно взятого усилителя, величиной масштабного резистора и, естественно, заданной погрешностью преобразования. Так, для отдельно взятого усилителя с учетом конечной величины коэффициента усиления его выходной ток определяется соотношением вида 3 де Ki KO3$$uquteHT усиления i- o усилите 35 ля, Ui — входное напряжение i-го усилителя, Ri — масштабный резистор i-го усилитеRg- резистор нагрузки, 40

Из (2) видно, что в общем случае ток нагрузки зависит от сопротивления нагрузки. Однако при достаточно большом Ki и не столь малой величине масштабного резистора Ri справедлива операция нахождения предела от (2). н!

0(Ri

Теперь ясна формула (i) ибо ток нагрузки есть сумма токов каждого усилителя.

Из изложенного следует, что предложенное устройство является одновременно и преобразователем суммы входных напряжений в ток.

В отличие от прототипа, предложенный сумматор может суммироваться с высокой точностью при значительном изменении внутреннего сопротивления входного источника, ибо указанное сопротивление в формулах не участвует.

Формула изобретения

Сумматор, содержащий и источников входных напряжений, одни из выводов которых объединены и соединены с шиной нулевого потенциала и с одним иэ выводов нагрузочного резистора, и масштабных резисторов и основной операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, а выводы питания подключены к источнику питающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем преобразования суммы входных напряжений в ток, в него введены параметрический стабилизатор и n — 1 дополнительных операционных усилителей, инвертирующие входы которых соединены с их выходами, выход основного операционного усилителя и выходы n — 1 дополнительных операционных усилителей через п соответствующих масштабных резисторов подключены к шине нулевого потенциала, неинвертирующие входы всех и операционных усилителей подключены к свободным выводам соответствующих источников входных напряжений, выводы питания и — 1 дополнительных операционных усилителей подключены к источнику питающего напряжения и к внешним выводам параметрического стабилизатора, выход которого соединен со свободным выводом нагрузочного резистора.