Дифференциальный усилитель-ограничитель

(51)4 С 06 С 7(25 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 640317, кл. С 06 С 7/25, 1977.Авторское свидетельство СССРУ 1119039, кл, С 06 С 7/25, 1983,Авторское свидетельство СССРВ 826365, кл. С 06 С 7/25, 1980.Авторское свидетельство СССРУ 813405, кл. С 06 С 7/25, 1981.Авторское свидетельство СССРУ 1124334, кл. С 06 С 7/25, 1983.(54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬОГРАНИЧИТЕЛЬ, содержащий первый операционный усилитель, инвертирующийвход которого через первый масштабный резистор соединен с первым вхо"дом дифференциального усилителяограничителя и через второй масштабный резистор - с его выходом, неинвертируюший вход через третиймасштабный резистор подключен к ЯО.117 385 А второму входу дифференциальногоусилителя-ограничителя ичерез четвертый масштабный резистор - к шиненулевого потенциала, а выход соединен с первым выводом ограничителятока, второй операционный усилитель,между инвертирующим входом и выходом которого включен первый ключ,источник напряжения ограничения,включенный между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и шиной нулевого. потенциала, второй ключ, подключенный первым выводом к выходу второго операционногоусилителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения точности, в него введены повторитель напряжения, ограничивающий резистор итретий ключ, включенныймежду инвертирующим входом и выходом первогооперационного усилителя, вход повторителя напряжения соединен с вторыми выводами ограничителя тока ивторого ключа а выход подключен квыходу дифференциального усилителяограничителя и через ограничивающийрезистор. соединен с инвертирующимвходом второго операционного усилителя.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехникеи может быть использовано в различных устройствах радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.Целью изобретения является повыше ние точности.На чертеже представлена схема дифференциального усилителя-ограничи 10 теля.Устройство содержит первый дифференциальный операционный усилитель 1, к инвертирующему входу которого подключен первый вывод масштабного резистора 2 и масштабный резистор 3, подключенный к инвертирующему входу операционного усилителя, к неинвертирующему входу которого подключен масштабный резистор 4 и масштабный ре 20 зистор 5, второй дифференциальный операционный усилитель 6, неинвертирующий вход которого соединен с источником 7 напряжения ограничения, токоограничивающий резистор 8, огра ничивающий резистор 9, повторитель 10 напряжения, диодный ключ 11, диодный ключ 12, одним выводом подсоединенный к токоограничивающему резистору 8, вторым выводом соединенному с 30 выходом усилителя 1, между инвертирующим входом и выходом которого включен управляемый ключ 13, выполненный на транзисторе с напряжением открывания Е, первый и второй вхо- З 5 ды 14 и 15 дифференциального усилителя ограничителя и его выход 16.Уровень ограничения устанавливается регулировкой напряжения источника 7. 40Дифференциальный усилитель-ограничитель работает следующим образом.Пусть соответственно усиленная разность напряжений на неинвертирующем Ц 1 и инвертирующем П входах 45 устройства превышает напряжение огра. ничения Ц, источника 7: Й - У ) ) БдК, /К (считаем Кг /К,1 = К,1./Кэгде К - К 4,. - сопротивления масштаб1ных резисторов 2-5). Выходное напря жение Бвц устройства, положительное относительно напряжения ограничения, через ограничивающий резистор 9 подается на инвертирующий вход усилителя 6, что приводит к появлению 55 на его выходе отрицательного напряжения, открывающего диодный ключ 12, и замыканию петли 1007-ной отрица тельной обратной связи, включающей усилитель 6, открытый диодный ключ 12, повторитель 10 напряжения.В режиме ограничения диодный ключ 11 закрыт, а управляемый ключ 13 открыт, на выходе усилителя 1 устанавливается напряжение Ео, выбирающееся из условия ЕнЕо(Ц, -- Б 2)К 2 /К 1 (ЕН - напряжение насыщЕения усилителя 1) а на выходе уст,ройства поддерживается напряжение ограничения.Выходное напряжение ограничивает.ся сверху на уровне П, Ц,(1 +К. ) + игде мультипликативная погрешностьнапряжения ограничения сопротивление открытогодиодного ключа 12,сопротивление закрытогодиодного ключа 11,сопротивления резисторов8 и 9; где г 23 Пвь и Пд,мкоэффициент усиления, выходное напряжение и напряжение смещения усилителя б. Выходное напряжение устройства(при Е /К+ - (К 2 0 К)/К) где погрешность коэффициента усиленияКк К 2ККПри уменьшении разности входных напряжений и выполнении условия (П- Б 2)П, К/К 2 на выходе 16 устройства появляется напряжение, отрицательное относительно напряжения источника 7. Зто приводит к появлению на выходе усилителя б положительного напряжения, закрывающего ключ 12 и открывающего ключ 11. Источник 7 и усилитель 6 отключаются от схемы и не влияют на работу дифференциального усилителя на основе операционного усилителя 1 (при этом ключ 13 закрыт).1179385 1.1 фц Принимая во внимание, что П 2 Щ - П,)/К и сравнивая погрешность - с соответствующейпогрешностью прототипа, можно видеть, что при имеющих место на практике значениях параметров элементов, входящих в выражение, погрешность предлагаемого устройства значительно меньше.Это объясняется тем, что погрешность, обусловленная конечным значением обратного сопротивления ключа, определяющая в основном общую погрешность ", уменьшена здесь в Е раз (для современных операционных усилителей 1 с = 5(10 - 101). РуЧК;1 Ра,) 1.г Здесь О ППо. Составитель С.Беланактор И,Ковальчук Техред М.Кузьма ектор О.Лугова аказ 5679/53 Тираж 710И Государстведелам изобретосква, Ж,Подписноеного комитета СССРний и открытийаушская наб д. 4/5 В п 13035,Филиал ППП "Патент", г, Уж сопротивление закрытогоключа 13,коэффициент усиления ивыходное напряжение усилтеля 1;коэффициент передачи поторителя 10; сопротивление резистора 8; род, ул. Проектная, 4