Преобразователь ток-напряжение

 

О п И С А Н И Е < 829482

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапнстическмн

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву

Ч (22) Заявлено 16,1078 (21) 2671506/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.1181. Бюллетень Юю 41

Дата опубликования описания 07.1131 (5l)M. Кл.

С 01 R 19/00 Ъаударотиииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК621.317. .7 (088.8) (72) . Авторы изобретения

В .С.Заика, С.Б.Школьк и В.С.Усов (Zl) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОК-НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в источниках напряжения и тока, в устройствах для измере. ния параметров электронных приборов.

Наиболее близким техническим реше- нием,к изобретению является преобразователь ток-напряжение, содержащий повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала устройства, измерительный повторитель напряжения, выходом соединенный с выводом измерительного потенциала устройства, и каскады, число которых равно числу поддиапазонов преобразования, каждый т5 из которых состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формирователя компенсирующего сигнала, образцового резис10 тора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединения выходов силового ключа и формирователя компенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора подключен к токовому выходу устройства и входу повторителя выходного напряжения. Кроме того, вывод соединения нелинейного элемента и первого вывода образцового резистора каждого каскада через измерительный ключ подключен к входу измерительного повторителя напряжения (1).

Недостатком известного преобразо" вателя является его сложность, обусловленная наличием измерительных ключей, требующих для себя управления, согласованного с управлением силовыми ключами.

Целью изобретения является упрощение преобразователя путем исключения измерительных ключей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе ток-напряжение, содержащем повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала преобраэо879482

35

55 вателя, измерительный повторитель напряжения, выходом соединенный с выводом измерительного потенциала преобразователя, и каскады, число которых равно числу поддиапазонов преобразования, каждый из которых состоит иэ силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формирователя компенсирующего сигнала, образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединения выходов силового ключа и формирователя ком,пенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора первого каскада старшего поддиапазона преобразования подключен к токовому выходу пре.

-образователя t и входу повторителя выходного напряжения, второй вывод образцового резистора второго каскада первого младшего .поддиапазона преобразования соединен с выводом соединения первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом первого каскада старшего поддиапазона преобразования,,и второй вывод образцового резистора каждого последующего каскада следующего младшего поддиапаэона преобразования соединен с выводом соединения первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом, предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразования, Вывод соединения .первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом последнего каскада младшего поддиапазона преобразования соединен с входом измерительного повторителя напряжения, к выходу которого подсоединен вход формирователя компенсирующего сигнала последнего каскада младшего поддиапазона преобразования. В каждом из остальных каскадов поддиапазонов преобразования вход формирователя компенсирующего сигнала соединен с выводом соединения первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя ток-напряжения, Преобразователь ток-напряжение содержит повторитель 1 выходного напряжения, измерительный повторитель

2 напряжения, первый каскад 3 старшего поддиапазона преобразования, второй каскад 4 первого младшего

4 поддиапаэона преобразования последний каскад 5 младшего подциапазона преобразования. Каскады 3, 4 и 5 состоят из формирователя 6 компенсирующего сигнала и последовательно соединенных силового ключа 7, нелинейного элемента 8 и образцового резистора 9 °

Входы ключей 7 каскадов 3, 4 и 5 соединены между собой и подключены к токовому входу 10 устройства, а выходы соответственно в каждом каскаде 3, 4, 5 соединены с выходами формирователей 6 компенсирующего сигнала и через нелинейные элементы 8 — с первыми выводами резисторов

9. Второй вывод резистора 9 первого каскада 3 старшего поддиапазона преобразования подключен к токовому выходу ll устройства и входу повто-. рителя, выход которого соединен с выводом 12 выходного потенциала. Второй вывод резистора 9 второго каскада 4 первого младшего поддиапазона преобразования соединен с выводом соединения первого вывода резистора,9 с нелинейным элементом 8 первого каскада 3 старшего поддиапазона преобразования. Аналогично, второй вывод резистора 9 каждого последующего каскада следующего младшего поддиапазона преобразования соединен с выводом соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом

8 предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразования. Вывод соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом

8 последнего каскада 5 младшего поддиапазона преобразования соединен с входом повторителя 2, выход которого соединен с выводом 13 измеритель. ного потенциала и со входом формирователя 6 последнего каскада 5. Во всех предыдущих каскадах 3 и 4 вход формирователя 6 соединен с выводом соединения первого вывода резистора

9 с нелинейным элементом 8.

Формирователь компенсирующего сигнала 6 выполнен на усилителе 14 с резистором 15 в цепи отрицательной обратной связи, который работает в качестве повторителя напряжения с ограничением выходного тока.

Нелинейный элемент 8 выполнен на двух диодах 16 и 17, включенных параллельно и встречно друг другу.

Преобразователь ток-напряжение работает следующим образом.

87

В каскаде 3 выбранного поддиапазо на открыт ключ 7, а в каскадах 4 и 5 неныбранных поддиапазонов ключи 7 закрыты. Электрический ток, поступающий на токовый вход 10, через открытый ключ 7, нелинейный элемент 8 и резистор 9 каскада 3 выбранного поддиапазона проходит на токовый выход

11. Электрический потенциал, образующийся на выходе 11, повторяется повторителем 1 и поступает на вывод выходного потенциала 12. Формирователь

6 каскада 3 выбранного поддиапазона преобразования тока работает в режиме перегрузки и потенциал .на выводе соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 каскада 3 не зависит от значения компенсирующего сигнала. Потенциал, образующийся на выводе соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 каскада 3 через резисторы 9 каскадов

4 и 5 и повторитель 2 поступает на вывод измерительного потенциала 13 устройства и вход формирователя 6 каскада 5. В каскадах 4 и 5 невыбранных поддиапазонов формирователей

6 поддерживают на нелинейных элементах 8 разность потенциалов не более единиц MB определяемую нестабильность нулевого уровня повторителей напряжения с ограничением выходного тока, на которых они выполнены. Ток, проходящей через нелинейные элементы 8 в цепь резисторов 9 и далее на токовый выход 11 устройства, че зависит от значений токов утечки ключей 7 каскадов 4 и 5 невыбранных поддиапазонов, а определя- ется значением сопротивления нелинейного элемента 8, достигающего значений 10 — 10О Ом и более в режиме малых разностей потенциалов, приложенных к его выводам. Таким образом, нижний предел диапазона преобразования ограничивается лишь током утечки через нелинейные элементы 8 каскадов 4 и 5 невыбранных поддиапазонов, который не превышает единиц нА при приложенной к нелинейным элементам разности потенциалов в несколько МВ, и входными токами следующих элементов: повторителя выходного потенциала 1, повторителя измерительного потенциала 2 и формирователей компенсирующего сигнала 6 каскадов 3 и 4, суммарная величина которых не превышает единиц нА. Разность потенциалов, образующаяся на резисторе 9

9482 6 каскада 3 выбранного поддиапазона и соответствующая значению преобразуемого тока, снимается между выводами выходного 12 и измерительного 13 потенциалов устройства.

При выборе других поддиапаэонов преобразования устройства работает аналогично с той лишь, разницей, что преобразуемый ток протекает

to как через образцовый резистор каскада выбранного поддиапазона, так и через образцовые резисторы каскадов всех старших, по отношению к выбранному, подциапазонов преобразования.

Предложенный преобразователь токнапряжение упрощен по сравнению с известным устройством, так как исключены измерительные ключи, требующие управления, согласованного с управлением силовыми ключами. При этом точность преобразования не ухудшается, так как утечки измерительных ключей и входные токи формирователей по значениям соизмеримы, а число входов формирователей компенсирующего сигнала, подключенных в предлагаемом преобразователе к образцовым резисторам, равно числу ключей, подключенных в известном преобразователе к образцовым резисторам.

Формула изобретения

Преобразователь ток-напряжение, содержащий повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала преобразователя, измерительный повторитель напряжения, выходом соединенный с выводом измерительного потенциала преобразователя, и каскады, число

40 которых равно чилу поддиапазонов преобразования, каждый из которых .состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формирователя компенсирующего сигна-. ла, образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединения выходов силового ключа и формирователя компенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора первого каскада старшего поддиапазона преобразования подключен к токовому выходу преобразователя и входу повторителя выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, второй вывод образцового резистора второго каскада первого младшего

ВНИИПИ Заказ 9711/14 Тираж 735 Подписное

Филиал ППП"Патент" r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 ф °

7 879482 8 с входом измерительного повторителя поддиапазона преобраэования соединен напряжения, к выходу которого подс выводом соединения первого вывода фо ми ователя компенсоединен вход ррмирователя к образцового резистора игнала последнего каскада элементом первого каскад р а ста шего сирующего сигнала вто ой младшего попдиапаэона прео . еобразования, поддиапазона преобразования, и второ каскадов причем в каждом иэ остальных каск д вывод образцового резистора каждого п б ания вход поддиапаэонов преобразования в последующего каскада следующего младформирователя компенсирующего сигнала шего поддиапаэона преобразования со- о я первоом сое нения первого . соединен с выводом соединения вывода образцового резистора с нели- >р го вывода о разцо нелинейным элементом. нейным элементом предыдущего::каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразования, при этом вывод во вним ние при экспертизе о выво а образцового соединен первого вывод

1. Авторское свидетельство СССР поддиапазона преобразования соединен