Масштабный преобразователь

 

О П И С А Н. йИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

616

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2309147/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 11.04.77 (51) М. Кл. G 06G 7/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

H. М. Бергер, И. Д. Козицкий, В. И. Матвиив и М. Г. Рылик

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть использовано в вычислительной и измеритсльной технике.

Одно из известных усилительных устройств содержит усилительный элемент, ключевые элементы, дополнительный усилительный элемент, запоминающий конденсатор (1). Это устройство обладает сравнительно низким быстродействием.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является масштабный преобразователь, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входом преобразователя, сумматор, выход которого подключен к инвсртирующему входу операционного усилителя, выходом связанного с входом делителя напряжения и выходом преобразователя, дифференциальный усилитель, выходом подключенный к переключающему контакту первого переключателя, первый контакт которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и обкладкой первого запоминающего конденсатора, второй запоминающий конденсатор, обкладка которого подключена к первому входу сумматора, второй переключатель (2).

Однако и это устройство имеет сравнительно низкое быстродействие и невысокую точность работы вследствие периодической и неполной компенсации дрейфа «нуля» усилительных элементов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы.

5 Предложенный масштабный преобразователь отличается от известных тем, что неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт кото10 рого подключен к входу преобразователя, а второй контакт — к вь|ходу делителя напряжения и второму входу сумматора, к первому входу которого подсоединен второй контакт первого переключателя, вторые обкладки пер15 ваго и второго запоминающих конденсаторов соединены с шиной нулевого потенциала.

Блок-схема масштабного преобразователя представлена на чертеже.

Она содержит операционный усилитель 1, 20 сумматор 2, делитель напряжения 3, переключатель 4, дифференциальный усилитель 5, запоминающий конденсатор 6, переключатель 7, запоминающий конденсатор 8, вход 9 и выход

10 преобразователя.

25 Устройство работает следующим образом.

В первоначальный момент первый 7 и второй 4 переключатели находятся в положении, показанном на чертеже.

Входное напряжение U» подается на неин30 вертирующие входы операционного усилителя

952616

20 с,: вх + Uap х (3) св Uap1

{5) 3

1 и дифференциального усилителя 5, затем через замкнутую обратную связь операционного усилителя 1 (делитель напряжения 3 и сумматор 2) поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 1. В этот момент второй запоминающий конденсатор 8 находится в незаряженном состоянии.

Выходное напряжение операционного усилителя 1 определяется формулой вмх — (х + Uap + U ) +i (1) где U, входное напряжение масштабного преобразователя;

Uap, — напряжение дрейфа операционного усилителя 1;

U напряжение на втором запоминающем конденсаторе 8;

К вЂ” коэффициент деления делителя напряжения 3, При этом выходное напряжение делителя напряжения 3 определяется формулой живых, — — (вх+ Uap, + Ucх ) (2) Кроме того, через замкнутую обратную связь дифференциального усилителя 5 напряжение У„запоминается на первом запоминающем конденсаторе 6 и равно где ЛУ„р, — напряжение дрейфа дифференциального усилителя 5.

В момент коррекции дрейфа «нуля» переключающие контакты первого 7 и второго 4 переключателей перебрасываются в другое положение и на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 5 поступает напряжение У,„,, с выхода делителя напряжения 3.

При этом дифференциальный усилитель работает как сравнивающее устройство, на инвертирующий вход которого подано напряжение с первого запоминающего конденсатора

6. К напряжению, поступающему на неинвертирующий вход дифференциального усилителя добавляется напряжение дрейфа Л U,ð,, операционного усилителя, т. е. напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя определяется суммой вх+ Uap + с + hUap, ° (4) В связи с наличием отрицательной обратной связи выходное напряжение делителя напряжения 3 становится равным напряжению, запомненному на первом запоминающем конденсаторе 6, т. е.

Зо

Второй запоминающий конденсатор 8 заряжается до величины Л Uap . Подставляя значение Uc, (5) в формулу (1), получим

Uä„, — (Ua, + AUað, — AUдр, ) .К, = У„ К,. (6)

Как видно из формулы (6), дрейф «нуля» операционного усилителя 1 в момент коррекции полностью корректируется, а величина дрейфа «нуля» U», запоминается на втором запоминающем конденсаторе 8. При последующих переключениях переключающих контактов первого 7 и второго 4 переключателей корректируется изменение дрейфа операционного усилителя 1 и дифференциального усилителя 5 напряжением второго запоминающего конденсатора 8.

Таким образом, входной сигнал на входе операционного усилителя не прерывается в моменты компенсации дрейфа «нуля», что привело к повышению быстродействия, а компенсация дрейфа «нуля» повысила точность работы масштабного преобразователя.

Формула изобретения

Масштабный преобразователь, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входом преобразователя, сумматор, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с входом делителя напряжения и выходом преобразователя, дифференциальный усилитель, выход которого подключен к переключающему контакту первого переключателя, первый контакт которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и обкладкой первого запоминающего конденсатора, второй запоминающий конденсатор, обкладка которого подключена к первому входу сумматора, второй переключатель, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт которого подключен к входу преобразователя, а второй контакт соединен с выходом делителя напряжения и вторым входом сумматора, к первому входу которого подключен второй контакт первого переключателя, вторые обкладки первого и второго запоминающих конденсаторов соединены с шиной нулевого потенциала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кончаловский В. Ю. и др. Электрические измерительные преобразователи. Изд. «Энергия», 1967, с. 156 — 157, рис. 5 — 12.

2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, Изд. «Высшая школа», 1972, с. 111 — 113, рис. 1-11 — Iб (прототип).

552616

Составитель О. Отраднов

Те хред А. К ам ы ш ни к о в а Корректор Л. Денискина

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 676/19 Изд. № 318 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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