Преобразователь напряжения в ток

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 0 5 Г 1 5 б 1) С 0 1 В 1 00 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2/ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯВ УОК, содержащий операционный усилитель, инверсным входом соединенный через первый резистор с входной шиной, а выходом - через второй резистор с инверсньщ входом и через последовательно соединенные эталонный и нагрузочный резисторы с общей шиной, дополнительный операционный усилитель,. соединенный выходом через третий резистор с инверсным входом операционного усилителя и через, четвертый резистор - со своим инверсным входом и с пятым резистором, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, прямые входы операционных усилителей соединены с общей точкой эталонного и нагруэочного резисторов, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной.Р9Изобретение относится к электротехнике и.может быть использовано в качестве биполярного преобразователя напряжения в ток.Известен преобразователь напряжения в ток, который содержит один 5 операционный усилитель (ОУ), инвертирующий вход которого через первый резистор подключен к одному источни- . ку входного напряжения, через второй резистор - к своему выходу, не инвертирующий вход через третий резистор - к второму источнику входного напряжения, через эталонный резистор - к своему выходУ и через нагрузку - к общей шине Г 13, 15В известных преобразователях напряжения в ток для получения большого выходного сопротивления величина эталонного Резистора должна быть согласована с величинами остальных трех резисторов. По этой причине в них затруднено регулирование крутизны преобразования напряжения в ток, так как при изменении величины эталонного РезистоРа одновременно необходимо перестраивать остальные согласующие резисторы. Указанный недостаток ограничивает применение известных преобразователей в устройствах, где необходимо автоматически менять масштаб преобразования,Наиболее бчизким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения в ток, содержащий суммирующий операционный усилитель, инверсный вход которого 35 через первый резистор соединен с входной шиной, выход через второй резистор соединен с инверсным входоМ и через последовательно соединенные эталонный и нагруэочный резисторы 40 подключен к общей шине, а второй операционный усилитель инверсным входом соединен через пятый резистор с общей точкой эталонного и нагруэочного резистора, а выходом через 45 четвертый резистор и инверсным входом и через третий резистор с инверснйм входом суммирующего операционного усилителя, прямые входы операционных усилителей соединены с общей шиной 23Однако в известном устройстве ток в нагрузке не определен с точностью до тока в эталонном резисторе, так как существует утечка тока через входное сопротивление инвертирующего усилителя, зависящее от напряжения на нагрузке и определяющее точность масштаба преобразования известного устройства.Целью изобретения является павы шение точности преобразования напряжения в ток.Укаэанная цель достигается тем что в преобразователе напряжения в ток, содержащем операционный усили тель, инверсным входом соединенный через первый резистор с входной шиной, а выходом - через второй резистор с инверсным входом и через последовательно соединенные эталонный и нагруэочный резисторы - с общей шиной, дополнительный операционный усилитель, соединенный выходом через третий резистор с инверсным входом операционного усилителя и через четвертый резистор.- со своим инверсным входом и с пятым резистором, прямые входы операционных усилителей соединены с общей точкой эталонного и нагрузочного резисторов, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной.На чертеже представлена электрическая схема преобразователя напряжения в ток.Он содержит первый 1,.второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 резисторы, операционный усилитель б, дополнительный операционный усилитель 7, входную шину 8, эталонный резистор 9 и нагрузочный резистор 10. Инвертирующий вход основного усилителя б через первый резистор 1 подключен к входной шине 8, через второй резистор 2 - к своему выходу, через третий резистор 3 - к выходу дополнительного операционного уси лителя 7, инвертирующий вход которого. через четвертый резистор 4 подключен.к своему выходу, через пятый резистор 5 - к общей шине. Эталонный резистор 9 одним выводам подключен к выходу основного усилителяб, другим через нагрузочный резистор 10 - к общей шине. Неинвертирующие входы основного б и дополнительного 7 усилителей соединены с общей точкой эталонного резистора 9 и иагрузочного резистора 10.Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом.Работа устройства поясняется следующими соотношениямиОО уйО-Од й О 1 Я Р 1 Я3Благодаря действию отрицательной обратной связи в усилителе б через резистор 20 д будет приближаться к потенциалу неинвертирующего входа усилителя б, т.е. О:УПредположим, что напряжение Оз, источника входного напряжения поло" жительно. В этом случае потенциалы 0 , 0 и 0 отрицательные.Дополнительный усилчтель 7 работает в режиме неинвертирукицего усилителя, поэтомуИ3 10 В. Якимове Корректор А. Дзятко Заказ 11456/39 Тираж 715 Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 филиал ППП Патентф, г. Ток 3 определяется иэ соотношениях 4 н8 хР Н кзр 5 Я 1 где Р-Р, Й и Рн - сопротивления резисторов 1-5, эталонного резистора9 и нагрузочногорезистора 10 соответственно;Э -,7,Э и Эн - токи через резисторы 1-5, резистор 9и резистор нагрузочный 10 соответственно;И -( ,О и Ия - падения напряжений1на резисторах 1-5,резисторе 9 и нагрузочном резисторе10 соответственно;И - потенциал ийвертиАрующего входы усилителя б; 30Ив - потенциал выходаусилителя 610 - потенциал выходаусилителя 7.При выполнении соотношения 351 Э5 Рь два последних приращенияИ: -- и -()Э 5 "1 тока 3, зависящие от Он, взаимно компенсируются, и ток 32 перестае "завИсеть от. Он и будет равен Эг= р. Основной усилитель б работает в ре- :жиме .Отражатель тока, поэтому 45 ток в нагрузке фотражается прямо пропорционально отношению сопротивлений .Ф 2 и Я . резисторов 2 и 9.2. 50Н=эт= г й ф-вх Р йэт эт При этом выходной Фок Эн не зависитот сопротивления нагрузки РН, а .устройство представляет собой инвертирующий усилитель с токовым выходом,СоставительРедактор Р. Цкцика Техред: О.Нец которое может работать в режиме.преобразователя напряжения в ток с коЙ 2эффициентом передачи Кппер рВыходной ток преобразователя прямопропорционален входному напряжениюи отношению сопротивлений Р 2 и Й иобратно пропорционален сопротивлениюэталонного резистора, Утечка токанагрузочного резистора через неинвертирующие входы усилителей незначительна.Полученный результат достигнутблагодаря тому, что напряжение нагрузочного резистора непосредственноподается на неинвертирующий входосновного усилителя, который начинает .работать в режиме Отражатель тока,и через неинвертирующий усилитель 7и резистор 3 дополнительно регулирует составляющую часть тока через эталонный резистор, зависящую от сопротивления нагрузочного резистора. Приэтом выходное напряжение усилителя 5отслеживается таким образом, что напряжение на эталонном резисторе 92всегда равно 0:-И- ,В предлагаемом устройстве регулировка крутизны преобразования напряЖеНИЯ в ТОК путем ИзмененИя Р 2 ИЛИ Рэ 1осуществляется независимо от регулирОвки сОгласующих резистОрОв КЭв условии (1) .В простейшем случае условие (1),обеспечивающее высокое выходное сопротивление усилителя, выполняется2при И=Д = й = Р = к, тогда Э:-ИЕсли же Й =Я 1, то 7,: - в ф-,лэтВ предлагаемом преобразователедостигнутое свойство равенства токовв эталонном резисторе и нагрузочномрезисторе и отсутствие утечек выходного тока определяет высокую линейность преобразования напряжения вток и большое выходное сопротивлениеустройства.Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства определяется высокой точностью преобразо. -вания напряжения в ток, достигнутойбез применения дополнительных средствза счет введения новых связей, введением цепи компенсации по схеме неинвертирующего усилителя, Изменение масштаба преобразования достигается коммутацией только одного резистора.