Решающий усилитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмн

Социалмстмческмн

Республик

1п 942050 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 19. 12. 80 (2l ) 3222693/18-24 с присоединением заявки ¹(23) П риоритет—

Опубликовано 07. 07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.82 (5I)N. Кл.

G 06 G 7/12

)юсудврствожый комитет

СССР вв делам нзабретеннй и открытнй . (53) УЛК 681. 335 (088.8) В.В.Голованов, Е.И.Старченко, Н.Н.Прокопенко и Г.П.Петин (72) Авторы изобретения

Шахтинский технологический институт бытоЪ ж ания (? I ) Заявитель (54) РЕШдЮ ИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти при.менение в схемах гираторов, измерительных преобразователях, фильтрах.

Известны решающие усилители, содержащие дифференциальный операционный усилитель, сумматор, решаоцие элементы Г1 ).

Недостатком таких усилителей является недостаточная точность работы и ограниченная область применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является решающий усилитель, содержащий дифференциальный операционный усилитель,,выход которого является выходом решающего усилителя, первый и второй решающие элементы, первые выводы которых объединены и подключены к,.одному информационному exciду дифференциального операционного усилителя, другой информационный вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, вторые выводы первого и второго решающих элементов подключены соответственно- к шине нулевого потенциала и к выходу дифференциального..операцион5 ного усилителя, управляемый источник напряжения, управляющий вход которого подключен к первому выводу первого решающего элемента, а выходы подключены ко входам питания дифференциального операционного усилителя 1.2).

Недостаток известного решающего. усилителя — невысокая точность и ограниченнал область применения.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области при мене ни я решающе го усилителя ..

Поставленная цель достигается ю тем, что в решающий усилитель, содержащий дифференциальный операционный усилитель, выход которого является выходом решающего усилителя, решающий элемент, первый вывод ко3 94 зорого подключен к одному информационному входу дифференциального итерационного усилителя, а второй вывод подключен к шине нулевого потенциала, источник входного сигнала, выход которого подключен к другому информационному входу дифференциального операционного усилителя, введен сумматор, выходы которого соответственно подключены ко входам питания дифференциального операционного усилителя, а выход сумматора подключен к первому выводу решающего элемента.

Ма чертеже приведена функциональная схема решающего усилителя.

Решающий усилитель содержит дифференциальный операционный усилитель 1, решающий элемент 2, источник 3 входного сигнала, сумматор 4, Решающий усилитель работает следующим образом.

На основании первого закона Кирхгофа ток, протекающий в нагрузке может быть выражен следующим образом:

° Ф ° к н= н + н (1) где 1н - приращение тока, протекающего в нагрузке;

I н

1н (1н) - приращение тока в цепи шины питания.

Из уравнения (1) следует, что между током нагрузки и током на выходе сумматора 4, который обеспечи-. вает суммирование токов 1„ и

° f ° Н имеется взаимно-однозначное соответствие ьь,х=К1 н + М„ =КЕ;. = о где К1 и К - коэффициенты передачи по току на входах сумматора;

К - суммарный коэффициент передачи по току;

i0 - выходной ток сумматора °

Ток io создает на решающем элементе 2 напряжение U<, которое при большом усилении дифференциального операционного усилителя 1 будет с высокой точностью равно напряжению входного сигнала е.

О =1 К=К 1 В=е, И (3) где Й - величина сопротивления решающего элемента 2 °

Последнее обьясняется тем, что в системе с .глубокой отрицательной ,связью напряжение между информацион2О О 4 ными входамй дифференциального операционного усилителя 1 близко к нулю.

Иэ (3) можно получить, что

1 е (4) н RKG

Таким образом, ток в нагрузке решающего усилителя не зависит от свойств нагрузки при условии, что все элементы работают в линейном режиме и определяется величиной сопротивления Р решающего элемента 2, что повышает точность работы решающего усилителя.

Рассмотренный решающий усилитель может иметь большое число модификаций, отличающихся построением сумматора 4 и решающего элемента 2. Общим для всех возможных модификаций является введение отрицательной обратной связи по току через сумматор 4 на вход дифференциального операционного усилителя 2. Из этого следует, что сумматор 4 может быть построен как на инвертирующем, так и на неинвертирующем операционном усилителе в зависимости от того, как подключены входы усилителя 1 к источнику входного сигнала 3. Важно только, чтобы обратная связь была отрицательной.

Входными токами сумматора 4 обеспечивается питание дифференциально.го операционного усилителя 1. Для

З5

IS

30 работы усилителя 1 с типовым включением корректирующих конденсаторов желательно, чтобы входное сопротивление сумматора 4 по первому и второму входам было небольшим. В качестве сумматора 4 могут применяться типовые одиночные каскады или схемы на интегральных операционных усилителях. В частных случаях шины питания усилителя 1 могут закорачиваться электрическим конденсатором большой емкости, тогда сумматор 4 будет иметь один вход.

Особенностью предлагаемого решающего усилителя является то, что он осуществляет преобразование напряжения в ток, что позволяет значительно расширить область его применения. В настоящее время в технике линейнЫх интегральных схем используются интеграторы, дифференциаторы, логарифмические усилители, активные фильтры и т.д., у которых выходным сигналом является напряжение.

942050 формула изобретения

Применение предлагаемого решающего усилителя позволит создавать интеграторы, логарифмические и управляемые усилители, дифференциаторы, фильтры и другие узлы, у которых выходным сигналом является ток. Если в качестве решающего элемента 2 включить конденсатор, то ток в наг -. рузке будет пропорционален производной от напряжения е.

Применение вместо решающего элемента 2 индуктивности позволяет реализовать интегральную зависимость тока в нагрузке от напряжения е.

Использование нелинеиных элементов дает возможность получить на основе решающего усилителя различwe нелинейные преобразования,.сигнала. Включение вместо решающего элемента 2 различных селективных цепей придает решающему усилителю свойства фильтра с токовым выходом.

На основе предлагаемого решающего усилителя легко создать преобразователь напряжения в ток с управляе мой крутизной преобразования. Для изменения крутизны достаточно изменить сопротивление только одного решающего элемента 2.

Дополнительно, следует отметить, что предлагаемый решающий усилитель может быть реализован на основе серийных операционных усилителей, и значительно расширяет их области применения. Электронные генераторы, фильтры, решающие усилители м другие устройства с токовым выходом, выполненные на предлагаемом решаю-. щем усилителе в определенной сте6 пени обогатят схемотехнику линейных устройств радиотехники и связи.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.

Решающий усилитель, оодержащий дифференциальный операционный усилитель,.выход которого является выходом решающего усилителя, решающий элемент, первый вывод которого подключен к одному информационному входу дифференциального операционного усилителя, а второй вывод подключен к шине нулевого потенциа20.ла, источник входного сигнала, вы.ход которого подключен к другому информационному входу дифференциального операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введен сумматор, входы которого соответственно подключены к входам питания дифференциального операцион30 ного усидителя, а выход сумматора подключен к первому выводу решающего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

И 491134, кл. G 06 G 7/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 676988, кл. G"06 G 7/12, 1978 (прототип).

942050

i+ мВффаавювеюаю

Составитель Т.Сапунова

Техред M.. Надь Корректор Е. Рошко

Редактор А.Власенко

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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