Устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя

 

Оп КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социдиистически х

Республик (iii 964656 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву " (22)Заявлено 23.12 ° 80 (21) 3222035/18-24 (5I)М. Кл.

G 06 6 7/12 е присоединением заявки М

Рк)ЮеретеаеыМ кемлтет

ССьР ао делам лаеаретеккк н юткрмтий (23) Приоритет

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описамия 07. 10 . 82 (53) УДК 681 ° 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

1Э.А.Семенов и Ю.Т.Колотаев (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕЦЕНИЯ ВЫХОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано при создании цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей.:

Известны устройства повышения выходной мощности операционного усилителя (ОУ) с помощью усилителя мощности на дополнительных транзисторах, при этом каскад мощности вклю" чен в цепь отрицательной обратной связи ОУ (1 ).

К недостаткам этих устройств относится громоздкость и дороговизна из-за большого числа элементов, включенных в цепь обратной связи ОУ.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство повышения выходного напряжения операционных усилителей, содержащее ОУ с го включенными на выходе ОУ двумя каскадаьи усилителей постоянного тока с обратной связью с их выхода на вход ОУ (2 1.

Недостатками известного устройства является его сложность и ограниченный диапазон смещения выходного напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона смещения выходного напряжения и упрощение устройства.

Для достижения цели устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя, содержащее первый и второй масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод первого масштабного резистора является входом устройства, содержит стабилитрон и эмиттерный повтори" тель, вход которого через стабилизатор подключен к выходу операционного усилителя, а выход соединен с вторым выводом второго масштабного ре3 9646 зистора и является выходом устройства.

На фиг. и фиг. 2 представлена схема предлагаемого устройства с отрицательным и положительным смещением соответственно.

Устройство смещения выходного напряжения ОУ с входным масштабным резистором 2 и масштабными резисторами 3,и 4 состоит из стабилитрона 5 10 и транзистора б. Транзистор 6 и ограничиваацие резисторы 7 и 8 образуют эмиттерный повторитель 9, обратная связь с выхода транзистора 6 подана на инвертирующий вход ОУ че-. рез масштабный резистор 4. Входное напряжение подается через резистор

2. Коэффициент передачи устройства определяется из выражения

К 4 1 (q)

"6ых

U8 йр где К4 - сопротивление резистора 4, Rg - соП х тивление резистора 2.

Для уменьйения смещения нуля от входного тока включен резИстор 3 и 25 его величина выбирается R3=R2 11 R .

Предельное выходное напряжение ОУ и выходное напряжение данного устрой" ства связаны следующим соотношением:

ОЪ BblX (0

"О - "СТ - u Ub Э к ,; где ц „- выходное напряжение операционного усилителя;

U „„-, выходное напряжение устрой35 ства;

- падение напряжения на стаби-. литроне 5;

Ug - напряжение базо-эмиттерного э 40 перехода транзистора 6, его величину можно считать постоянной и равной 0,7-0,8 B.

Ограничения, накладываемые предлагаемым устройством на входные и выходные напряжения, определяются предельными значениями выходных.напряжений ОУ (цо макс)

ОВХ мин- (Оо Ооу макс)i р " (2)"ьк аакс=р (о "ааккакс) при этом 00ь,х соответственно равны

Sbl мин о о макс> (3) вых макс" о о макс.

56 4

Варьируя Uo можно изменять величину Ugb в широких пределах. Отличительной особенностью предлагаемого устройства смещения является пол-. ная независимость U ы„от нестабильности U и О,так как величина выходного напряженйя определяется только соотношением

USbÞ UBÕ

На фиг. дана схема для получения выходных напряжений с отрицательным смещением (Оо(.0), на фиг 2 приведена схема смещения О ь хв положительную сторону (0о > О). Отличие от первой схемы заключается только в том, что меняется проводимость транзистора

6 на противоположную, полярность включения стабилитрона 5 и источников питания, Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие основные преимущест sa:

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет смещать- выходное напряжение ОУ в широких пределах, обходя ограничения, накладываемые рабочим диапазоном UBb ÎÓ и предельным значением величины синфазного напряжения (соотношения (2) и (3)). Значение

UBb „ a предлагаемом устрой Тве,не зависит от нестабильности. рабочего напряжения стабилитрона (о ) и напря" жения между базой и эмиттером выходного тРанзистоРа (соОтнОшенИе (!)). По. сравнению с известным предлагаемое устройство проще, дешевле и потребляет меньше энергии и пригодно для получения смещения выходного напряжения. любой полярности., а использование в качестве выходного элемента эмиттерного повторителя позволяет увеличить ток нагрузки.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение в измерительной технике при создании ЦАП и АЦП. формула изобретения

Устройство для смещения выходного напряжения операционного усилителя, содержащее первый и второй масштабные резисторы, первые выводы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертиру964656

Юь к дик

5 ющий вход операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен .с шиной нулевого потенциала, а второй вывод первого масштабного резистора является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона смещения выходного напряжения и упрощения устройства, оно содержит стабилитрон и эмиттерный повторитель, вход кото. рого через стабилитрон подключен к выходу операционного усилителя, а выход соединен с вторым выводом второго масштабного резистора и является выходом устройства.

ВНИИПИ Подписное

Заказ 7632/30 Тираж 731

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гегион P. Караоски Р, Улучшение характеристик операционного усилителя при использовании выходно го каскада на комплементарных транзисторах. - "Электроника", 1972, N 20, с. 72-74.

2 Паттерсон P Высоковольтный гибридный операционный усилитель на ИС и дискретных компонентах."Электроника", 1970, И . 20, с. 30-31 (прототип) .