Дифференциальный усилитель

А 1 СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК щ 4 Н 03 Р 3/4ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН О.П.АндДиденко гсц 1 шЬег агес 1. С 1 й8, МочеЕ 3-25.УСИЛИТЕЛЬсится к радиоьзоваться вразличного на ния повыш ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение отнотехнике и может исполэлектронных устр-вахначення. Цель изобрет ние точности коэф.передачи. Устр-восодержит операционные у-ли (ОУ) 1,2,резистивные делители 3,4 напряжения,резистивные матрицы 5,6, коммутаторы напряжения (КН) 7,8 . В устр-вовведены еще два КН 9,10 и повторитель напряжения 11. В устр-ве исключено влияние сопротивления ключейв КН 7,8,9,10 на точность коэф. передачи. Упрощение предложенного устрва проявляется в том случае, когдатребуется реализовать большое числодискретных значений коэффициента передачи, связанных между собой определенным законом. 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в электронных устройствах различного назначения.Цель изобретения - повышение точности коэффициента передачи,На чертеже изображена структурная электрическая схема дифференциального усилителя. 10Дифференциальный усилитель содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители (ОУ), первый 3 и второй 4 резистивные делители напряжения, пер вую 5 и вторую б резистивные матрицы, 15 первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 коммутаторы напряжения, повторитель 11 напряжения, блок 12 управления.Дифференциальный усилитель рабо тает следующим образом.По команде с блока 12 управления 1-й выход первой резистивной матрицы 5 через первый коммутатор 7 напряжения подключается к входу повторителя 11 напряжения, аналогично 1-й4выход второй резистивной матрицы 6 через второй коммутатор 8 напряжения подключается к инвертирующему входу второго ОУ 2. Кроме этого, 1-й и 30 1-й выходы первой 5 и второй 6 резис. - тивных матриц соединяются между собой через третий 9 и четвертый 10 коммутаторы напряжения.,Разность напряжений д Бмежду входами Вх.НИ и Вх,И устройства, умноженная на коэффициентотношения резисторов в первом 3 и втрром 4 делителях напряжения, прикладывается к -му резистору первой разистивной матри цы 5, вызывая протекание тока д Т по цепи - выход первого ОУ 1, -й резистор первой резистивной матрицы 5, третий 9 и четвертый 10 коммутаторы напряжения, 1-й резистор второй резистивной матрицы 6 и выход второго ОУ 2;лБМ. )Кгде К; - сопротивление 1-го резистора в первой резистивной матрице 5.На выходе Вых устройства при этом формируется напряжение, определяемое выражением 55ЦП - 1 К к 1.1 +дП й -- (1)Кен оо аыгде 0 - напряжение на шине опорного потенциала.Согласно (1) коэффициент передачи устройства К определяется выра- жением К -"К П К где к К(2) Выражение (2) справедливо для идеальных первого 1 и второго 2 ОУ, коэффициенты усиления которых стремятся к бесконечности.Если же первый 1 и второй 2 ОУ имеют конечные значения .коэффициентов усиления соответственно А и А, то коэффициент передачи Кя устройства определяется выражением 1+ 1 (1+ ) (1+к)1+ -- + - . - + - - - - - -" - (3) А, А А,А Согласно (2) и (3) определим погрешность 3 коэффициента передачи из-за конечного значения коэффициентов усиления первого 1 и второго 2 ОУ. Г К -Ке = -д -- " 100% = Кп Г +1 1+ + А, А(4) В предлагаемом устройстве наибо лее удобно выбрать значения= 1. Тогда коэффициент передачи устройства полностью определяется значениемПусть требуется изменять коэффициент передачи устройства в пределах 1-1000. Определим по формуле 4 значения погрешности коэффициента передачи ди У , соответствую-максщие крайним значениям коэффициента передачи, приняв А, = А = 10 . Получим мин 0 03% Ук, = 0,032 %,В предлагаемом дифференциальном усилителе исключено влияние сопротивления ключей в коммутаторах 7 - 10 напряжения на точность коэффициента передачи. Это достигается тем, что через коммутирующие элементы первого.175 10 15 40 45 60 1ВНИИПИ Заказ 4077/56 Тираж 928 ПодписноеПроизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з 1417 и второго 8 коммутаторов напряжения протекание тока ограничено науровне входных токов повторителя 11напряжения и инвертирующего входаОУ 2, поэтому падение напряжения наэтих элементах может .быть сведено к1минимуму. Протекание тока через коммутирующие элементы третьего 9 и четвертого 10 коммутаторов напряженияне приводит к погрешности, так каквсякое изменение потенциала на х-мвыходе первой реэистивной матрицы 5отслеживается первым,ОУ 1 и ток через д-й резистор первой резистивнойматрицы 5 не меняется и, следователь.но, остаются неизменными ток через-й резистор второй реэистивной мат рицы 6 и напряжение на выходе Выхустройства.Упрощение предлагаемого дифференциального усилителя проявляется.втом случае, когда требуется реализовать большое число дискретных значений коэффициента передачи, связанныхмежду собой определенным законом,например, двоичнымПусть требуется реализовать Б коэффициентов передачи устройства. В предлагаемом уст",ройстве для этого потребуется 2(1+1)ключевык элементов и 1+1 резисторов,причем Ю1 1. Пусть К1. Тогдав устройстве Н коэффициентов передачи реализуется на 4 О ключевыхэлементах и 2 Ю резисторах, Предлагаемый усилитель имеет преимуществов сравнении с прототипом уже приВэ 4,формула изобретения Дифференциальный усилитель, со" держащий первый операционный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подключены к отводам соответственно первого и второго резистивных делителей напряжения, первые выводы которых являются соответствующими входами дифференциального усилителя, второй вывод первого резистивного делителя напряжения соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, первую ивторую резистивные матрицы, выполненные соответственно на 1 с и 1 резис"торах, первые выводы которых объединены и во второй резистивйой матрице соединены с выходом второго операционного усилителя, первый и вто"рой коммутаторы напряжения, выполненные с одним выходом, соответственно Е и 1 входами, 1 и 1 входа"ми управления, при этом 1 и 1 входы соответственно первого и второгокоммутаторов напряжения подключенык Е и 1 вторым выводам соответственно первой и второй резистивных матриц, выход второго коммутаторанапряжения подключен к инвертирующему входу второго операционного уси лителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности коэффициента передачи, введенытретий коммутатор напряжения, выполненный с одним выходом, К входами 25 и К входами управления, четвертыйкоммутатор напряжения, выполненныйс одним входом, 1 выходами и 1 входами управления, повторитель напряжения, вход которого подключен к выхо ду первого коммутатора напряжения, авыход - к второму выводу второго резистивного делителя напряжения, выход первого операционного усилителяподключен к первым выводам первойрезистивной матрицы, Е вторых вы Уводов которой подключены соответст"венно к 1 с входам третьего коммутатора напряжения, выход которого соединен с входом четвертого коммутато"ра напряжения, 1 выходы которого соединены соответственно с 1 вторымивыводами второй резистивной матрицы,при этом Е и 1 входы управленияпервого и второго коммутаторов нап"ряжения объединены с 1 и 1 входами управления третьего и четвертого коммутаторов напряжения соответственно, неинвертирующий вход второгооперационного усилителя является входом опорного напряжения, а выход второго операционного усилителя является выходом дифференциальногоусилителя.