Токовый ключ

(57) Изобретение относит электСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Тбилисский научский институт приборсредств автоматизациводственного объедин(56) Бахтиаров Г.Д.и цифроаналоговые прМ.: Сов. радио, 1980Е 1 есТгоп 11 с, 1980,2 ронной коммутационной технике и служит ддя повышения точности коммутациза счет исключения тока утечки закрытого коммутирующего диода. Для этогов устройство, содержащее коммутирующие диоды 1 и 2, генератор тока 3,диоды 11 - 14, введены делитель 4 напряжения, состоящий из резисторов5-7, и операционные усилители 8-10,Введенные элементы образуют схемукомпенсации напряжения на закрытомкоммутирующем диоде, благодаря чемувеличина этого напряжения близка кнулю, что обеспечивает нулевой токутечки независимо от характеристикидиодов 11 - 14, температуры и т.д,1 ил.Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в прецизионныханалоговых коммутаторах тока,Целью изобретения янляется повышение точности коммутации за счет исключения тока утечки закрытого коммутирующего диода.Цель достигается путем введения в 10диодный коммутатор тока трех операционных усилителей и резистивного делителя напряжения, которые образуютсхему компенсации напряжения на закрытом коммутирующем диоде, благодаря чему величина этого напряженияблизка к нулю, что обеспечивает нулевой ток утечки независимо от характеристик диодов, температуры и т.д.На чертеже изображена принципиальная схема токового ключа.Токовый ключ содержит первый 1 ивторой 2 коммутирующие диоды, генератор 3 тока, делитель 4 напряжения,состоящий из трех резисторов 5-7, 25три операционных усилителя 8-10, четыре диода 11 - 14 и три резистора15-17.Первый 5, второй 6 и третий 7 резисторы делителя 4 напряжения соединены последовательно и включены междуположительной 18 и отрицательной 19клеммами питания. Общая точка первого 5 и второго 6 резисторов подключена к управляющему входу 20 токового35ключа, а общая точка второго б и третьего 7 резисторов является выходам21 делителя 4 напряжения.Первый 1 и второй 2 коммутирующиедиоды соединены встречно-последовательно и включены между выходом 21делителя 4 напряжения и выходной шиной 22 устройства, к которой подключена нагрузка 23, Генератор 3 токавключен между обшей шиной 24 и точ - 45кой соединения анодон коммутирующихдиодови 2, к которой подключенынеиннертирукиций вход первого 8 и иннертирующий вход второго 9 операционных усилителей. Выход 21 делителя50напряжения соединен с анодом первогодиода1, катодом четвертого диода 14и через первый резистор 15 с иннертирующим входом первого операционногоусилителя 8, который соединен также скатодом второго диода 12, анод кото -рого соединен с катодом первого дио -да 11 и с выходом первого операционного усилителя 8. Выход второго онерационного усилителя 9 соединен санодом четвертого диода 14 и катодомтретьего диода 13, анод которого через второй резистор 16 подключен кинвертирующему нходу третьего операционного усилителя 1 О, неинвертирующий вход которого соединен с общейшиной 24, а выход соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 9 и через третий резистор 7 - с инвертирующим входом тогоже третьего операционного усилителя10,Устройство работает следующим образом.Ток генератора 3 тока коммутируется в нагрузку 23 под воздействием управлякнцего сигнала, подаваемого науправляющий вход 20 токового ключа,например, от логической схемы 25.Величины сопротивлений резисторов5-7 делителя 4 напряжения выбираютсятаким образом, чтобы напряжение накыходе 21 делителя напряжения при наличии сигнала высокого уровня на управляющем входе 20 токового ключа было бы больше, чем напряжение на генераторе 3 тока с учетом максимальногопадения напряжения на нагрузке и втором коммутирующем диоде 2, а при наличии сигнала низкого уровня - былоотрицательным, т,е. меньше потенциалаобщей шины 24.Когда на управляющем входе 20 токоно го ключа присутствует сигнал высокого уровня, перный коммутирующий диод 1 закрыт и ток генератора 3 тока через открытый второй коммутирующий диод 2 протекает в нагрузку 23.В силу указанных свойств делителянапряжения на инвертирующий вход первого операционного усилителя 8 при этом приложен более высокий потенциал, чем на неинвертирующий вход. Поэтому отрицательное напряжение на выходе этого операционного усилителя закрывает второй диод 12 и открывает первый диод 11. В результате третий резистор 7 делителя 4 напряжения шунтируется низким выходным сопротивлением первого операционного усилителя 8, Одновременно на инвертирующий вход второго операционного усилителя 9 приложен отрицательный потенциал, и положительное напряжение на его выходе закрывает третий диод 13 и открывает четвертый диод 14. В результате первый 5 и второй 6 резисторы140677 б рого резисторов делителя напряжения подключена к управляюшему входу токового ключа, а обшая точка второго и третьего резисторов делителя напряжения является выходом делителя 20 Формул а изобретенияТоковый ключ, содержащий два коммутируюших диода, генератор тока, четыре диода и три резистора, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повьпцеция точности комьутаи, в 30 него введены три операционных усилителя и делитель напряжения, состояШий иэ трех послеователыо соеденных резисторов, включецьх между положительной и отриатсльцой клеммами питания, общая точка ервого и втоСоставитель В,ЛемецтуевТехред М.Дидьк Корректор Г.Решетник Редактор Е.Копча Заказ 3207/54 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 11 оскна, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 делителя 4 аряженя пунтруются выходцым сопротивлением второго операпиошого усилителя 9 и напряжение ца выходе 21 делителя апряжея повышается,Третий операцоь усилитель 10 выполняет функции повторителя потенциала обпепины 24, который прикладывается к неицвертируюяему входу10 второго операционного усилителя 9. Поэтому равновесие второго операционного усилителя 9 в закрытом состоянии токового ключа достгается при равенстве нулю напряжения на генера торе 3 токаюбое отклонецие от этого состояния автоматически компенсируется изменением напряжения на выходе 21 делителя 4 напряжения с помощью операционных усилителей 8 и 9. Поэтому в этом режиме напряжение на втором коммутирующем диоде 2 отсутствует и, следовательно, ток, текущий через нагрузку, полностью исключен. напряжения и подключена к катоду первого коммутируюпего диода и соответственно к аноду первого и катоду четвертого диодов, а также через первый резистор соединена с инвертруюшим входом первоо операционного усилителя, выход которого соединен соответственно с катодом первого и анодомвторого диодов, генератор тока подключен между общей шиной и точкойсоединения анодов коммутирующих диодов, которая подключена также к неинвертируюцему входу первого и инвертируюПему входу второго операционныхусилителей, катод второго коммутируюшего диода соединен с выхрдной шинойключа, выход второго операционногоусилителя соединен с анодом четвертого диода и катодом третьего диода,анод которого через второй резисторсоединен с инвертруюяим входом третьего операционного усилителя, вьход которого через третий резисторсоединен с инвертирующим входом этого операционного усилителя, а непосредственно - с невертирующим входом в то ро го операционного усилителя,цеинвертирующий вход третьего операпиошого усилителя подключен к общейщице, а катод второго диода соединенс иннертирующим входом второго операоного усилителя,