Преобразователь напряжения

(19) 51)5 0 01 н 19l ИС Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельство СССР М 690400, кл, 6 01 й 19/10, 1977,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для выделения модуля, в качестве прецизионного выпрямителя и фаэочувствительного детектора. С целью повышения точности преобразования в динамическом режиме работы в него введены буферный усилитель 19, усилитель-инвертор 17 и ключ 18. Блок . 11 управления, содержащий коммутатор 12, формирователь 13, переключатель 14, управляет работой ключей либо от входного сигнала, либо от источника 15 управляющего напряжения, В режиме инвертирования ключи 4 и 18 разомкнуты, ключ 3 замкнут, поэтому точка соединения резисторов 7 и 9 находится под нулевым потенциалом, а операционный усилитель 1 с резисторами 6 и 10 находится в режиме инвертирования. В режиме повторения ключ 3 разомкнут, а ключи 4 и 18 замкнуты, поэтому усилитель 1 находится в режиме повторения, а операционный усилитель 2 за счет усилителя 17, ключа 18 и резистора 5 не входит в режим насыщения. 1 ил.заИзобретение относится к измеритель ,ной техника, может быть использовано как устройство выделения модуля, в качестве прецизионного выпрямителя и фазочувствительного детектора и является усовершенствованием изобретения по авт.св. В 690400.Целью изобретения является повышение точности преобразования в динамическом режиме работы.На чертеже представлена блок-схема преобразователя напряжения.Преобразователь напряжения содержит операционные усилители 1 и 2, ключи 3 и 4, резисторы 5-10, блок.11 управления, , содержащий коммутатор 12, формирова-тель 13, переключатель 14, источник 15 уп-равляющего напряжения, схему 16 управления, усилитель-инвертор 17, ключ18 и буферный усилитель 19, Входной зажим,20 через буферный усилитель соединен спервыми выводами резисторов 6 и 7, ключа4 и переключателя 14, второй выводкоторого соединен с выходом источника 15 управляющего напряжения, выход переключателя 14 через формирователь 13 соединен с входом коммутатора 12, управ ляющий вход которого соединен с выходом схемы 16 управления и управляющим входом переключателя 14, первый выход коммутатора 12 соединен с управляющим входом ключа 3, первый вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 2 и входом усилителя-инвертора 17, выход которого через ключ 18 соединен с первым выводом резистора 5, вторым выводом ключа 4 и неинвсртирующим входом операционного усилителя 2, инвертирующий вход которого через резистор 8 соединен с вторыми выводами ключа 3 и резистора 7 и первым выводом резистора 9, второй вывод которого соединен е неинвертирующим входом операционного. усилителя 1, выход которого соединен с выходным закимом 21 и через резистор 10 с инвертирующим входом операционного усилителя 1 и вторым выводом резистора 6, второй вывод резистора 5 соединен с общей шиной, управляющие входы ключей 4 и 18 соединены с вторым выходом коммутатора 12.Преобразователь напряжения работает следующим образом.В режиме инвертирования ключи 4 й 18 разомкнуты, а ключ 3 замкнут, Усилитель 2 охвачен при этом 100 отрицательной 06- ратной связью (ООС, которая уменьшает в ,ОМ раз(гдеР "1 - коэффициент передачи цегги ООС; М 2 - коэффициент усиления усиителя 2) влияние остаточных параметров к юча 3 и исключает насыщение входных20 25 35 каскадов усилителя 2. Потенциал точки соединения резисторов 7 и 9 равен выходномунапряжению усилителя 2, которое равно потенциалу его неинвертирующего входа, соединенного через резистор 5 с общей шиной, т.е, равно нулю, Потенциал точки соединения резисторов 7 и 9 определяет режим работы усилителя 1 и в данном случае он работает как инвертор с коэффициентомпередачи 1 п = -1 при равенстве резисторов 10 и 6, т.е. при ОвхО, Овых с О и наоборот при ОвхО, ОвыхО, при этомОвх= = Овых.В режиме повторения ключи 4 и 18 замкнуты, а ключ 3 разомкнут, благодаря чемупотенциал точки соединения резисторов 7 и9 равен выходному сигналу, т.е. потенциалы инвертирующих входов усилителя 1 равнымежду собой. И так как усилитель 1 охвачен 100 ф О ОС через резистор 1 О, то он работает в режиме повторения, т.е, Овых = Овх для Овых .О и -Оаых = Оах для ОвхО,.В данном режиме усилитель 2 и усилитель-инвертор 17, образующие усилительное звено, охвачены 100, ООС через замкнутый ключ 18. Благодаря действию ООС потенциалы его инвертирующего и неинвертирующего входов равны, что исключает насыщение его входных каскадов. Ключ 4 уменьшает разность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя 2 при разомкнутом ключе 3 в момент скачкообразного изменения входного напряжения Овх. При воздействии скачка Ь Овх на входе устройства потенциал инвертирующего вхо 40455055 да усилителя 2 также изменяется на значение, равное ЛОвх, а изменение потенциала неинвертирующего входа усилителя 2 определяется делителем напряжения, образованного сопротивлениями замкнутых ключей 4 и 18 и сопротивлением резистора 5. Поскольку сопротивление резистора 5 намного больше сопротивлений замкнутых ключей 4 и 18, то изменение потенциала на инвертирующем входе усилителя 2 примерЬОвхно равно 2, откуда разность потенциалов между входами усилителя.2 равнаЬОвх ЬОах2 2т,е, происходит уменьшение вдвое разности потенциалов между входами усилителя 2 при открытом ключе 4 в момент скачкообразного изменения напряжения на входе устройства. Это также уменьшает сте. пень насыщения входных каскадов усилителя 2 в моменты скачкообразного изменения напряжения на входе. В процессе отработки скачка входного напряжения в результа1615632 Формула изобретения Составитель В. СмирновТехред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец Редактор И, Шулла Заказ 3984 Тираж 560 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 те действия ООС потенциалы на входах усилителя 2 становятся равными между собой и равны значению входного напряжения, при этом потенциалы на входе и выходе ключа 4 равны между собой, в результате чего ток через замкнутый ключ 4 в установившемся режиме не протекает.Входное сопротивление устройства со стороны ключа 4 различно для установившегося режима и в моменты изменения входного напряжения, что может привести к искажению входного сигнала, который оказывается нагруженным на низкое суммарное сопротивление ключей 4 и 18, и выходного сопротивления усилителя-повторителя 17.Указанное влияние изменения входного сопротивления со стороны входа ключа 4 устраняется буферным усилителем 19.Управление ключами 4, 18 и Зосуществляется противофазными выходными напряжениями коммутатора 12. В зависимости оттого, прямое или инвертированное напряжение поступает с выхода коммутатора 12 на управляющие входы ключей 4, 18 и 3 при одном и том же входном напряжении Овх, ключи 4 и 18 могут быть замкнуты, а , ключ 3 разомкнут и наоборот, т,е. инвертированием управляющих сигналов ключей 4, 18 и 3 при помощи управляющей схемы 16 можно изменять полярность выходного напряжения наряду с возможностью ее изменения изменением полярности источника 15 управляющего напряжения.5 Если на формирователь 13 поступаетчерез переключатель 14 входное напряжение, устройство выполняет функции прецизионного выпрямителя, При подаче на аналоговый и управляющий входы гармони ческих сигналов устройство выполняет функции фаэочувствительного детектора. 15 Преобразователь напряжения по авт,св, М 690400, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности в динамическом режиме работы, в него введены усилитель-инвертор, третий ключ и буферный 20 усилитель, причем вход второго ключа соединен с входным зажимом через буферный усилитель, вход усилителя-инвертора соединен с выходом второго операционного усилителя, а выход усилителя-ин верта ра со единен с входом третьего ключа, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, а управляющий вход третьего ключа соединен с управляющим входом второго ключа,