Операционный блок

союз советскихсоциАлистическиРЕСПУБЛИК 112 А 12 5)5 6 Р.ЕТ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ 0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ Р 1) 4677678/24(71) Киевский автомобильно-дорожный институт им,60-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР М 962987, кл. 6 06 6 7/12, 1981.Авторское свидетельство СССР М 922779, кл. 6 06 6 7/12, 1980. (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ БЛОК (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных системах. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик, Поставленная цель достигается тем, что в операционном блоке, содержащем два операционных усилителя 1 и 6 и пять операторных двухполюсников 4, 5, 7, 8 и 9 с соответствующими связями, второй операционный усилитель б совместно с операторными двухполюсниками 7, 8 и 9 образует операторный двухполюсник с отрицательным импедансом относительно инвертирующего входа первого операционного усилителя 1, за счет чего осуществляется компенсация импедансов первого и второго операторных двухполюсников 4 и 5.Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных системах.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и улучшение метрологических характеристик.На чертеже изображена функциональная схема предложенного операционногоблока.Схема содержит первый операционный , усилитель 1,.информационный вход 2 и выход 3 операционного блока, первый 4 и вто рой 5 операторные двухполюсники, второй операционный усилитель 6, представляющий совместно с первым операционным усилителем 1 двухканальный операционный усилитель, третий, четвертый и пятый операторные двухполюсники 7; 8 и 9, шину10 нулевого потенциала.Второй операционный усилитель 6 со-вместно с операторным двухполюсником 9и операторными двухполюсниками 7 и 8 об разуют операторный двухполюсник с отри- , цательным импедансом относительно , инвертирующего входа первого операционного усилителя 1, Это позволяет осущест вить компенсацию импедансов первого ивторого операторных двухполюсников 4 и 5 и расширить класс решаемых им задач.Кроме этого, использование в качествепервого операционного усилителя 1 и второго операционного усилителя 6 двухканального операционного усилителя сблизким по каждому из каналов усилениянапряжением смещения позволяет уменьшить погрешность операционного блока, вызванную напряжением смещения и, как следствие этого, расширить его динамический диапазон.Относительно инвертирующего входаоперационного усилителя 6 операционный блок описывается уравнением вида(1)где 21(р), е 2(р), 2 з(р) - импедансы операторных двухполюсников 5, 4 и операторного двухполюсника 7;Ох(р) - входное напряжение операционного блока;Овых(Р), Овых,1(р) - выходное напряжение операционного блока (операционногоусилителя 1) и операционного усилителя 6соответственно;5 О(р) - напряжение инвертирующеговхода операционного усилителя 6.Относительно неинвертирующего входа операционного усилителя 6 операционный блок описывается уравнением 10:1+ Р, (3) получим зависимость между входным и выходным напряжениями операционного бло ка в виде Оных, (Р) = + Ых (Р)(4) 40 Следовательно, операционный блок инвертирует входной сигнал и может выполнять операцию интегрирования (71(р) = В, Е 2(р) = 1/рс), дифференцирования (21(р) = =1/рс, 72(р) = й) или выступать в качестве 45 инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, изменяющимся от нуля до (Й 2/н 1).Остановимся далее на метрологическиххарактеристиках предложенного операци онного блока, При этом рассмотрим влияние напряжений смещения первого и второго операционных усилителей 1, 6(Оси,1(Р), Оем.2(р) на точность работы операционного блока. Для этого соединим инфор мационный вход 2 операционного блока сшиной 10 нулевого потенциала и запишем его уравнение относительно неинвертирующего и инвертирующего входов второго операционного усилителя 6 в виде: где 24(р), Еб(р) - импеданс операторныхдвухполюсников 8 и 9 соответственно,Выразив из уравнения (2) Овых,1(р) и под 20 ставив его в уравнение (1), получим, что(6) ЬО: (р)+И .2(р)где ЬОм. (Р) =Яма(р) - Ь Из выражения (6) следует,(р)в режи Составитель Н,Зайцевдактор М.Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Э,Лончакова Заказ 2527 Тираж 392 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат атент", г, Ужгород, ул.Гагарин+ -цх.1 Р + Осм.1 РР +1 Рг 1- -,(- + -г(Р) - йм.г (р) +Ыых,1 РР Выразив из второго уравнения Овых.1(р) и подставив его в первое, после преобразования и учета зависимости (3) получим, что Выбирая в качестве первого и второго операционных усилителей 1, 6 двухканальный операционный усилитель 6 близкими по значению напряжениями смещения Осм.1(Р)Осм.2(р) и задаваясь Ез(р) = 2(Р), получим из выражения (5) выражение вида интегрирования и дифференцирования операционный блок имеет ошибку, зависящую только от разности близких по значению напряжений Осм,1(р), Осм.2(р), Кроме того, 5 операционный. блок осуществляет операцию инверсий знака входного напряжения и, учитывая, что входное сопротивление предложенного операционного блока велико, в режиме дифференцирования сущест вен но повышается. помехозащищенность. Операционный блок, содержащий два 15 операционных усилителя и пять операторных двухполюсников, выход первого операционного усилителя является выходом блока и подключен к первому выводу первого операторного двухполюсника, инверти рующий и неинвертирующий входы второгооперационного усилителя соединены с общими выводами соответственно второго, третьего и четвертого, пятого операторных двухполюсников,а выход подключен к сво бодным выводам третьего и четвертого операторных двухполюсников, свободный вывод пятого операторного двухполюсника подключен к шине нулевого потенциала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расши рения класса решаемых задач и улучшенияметрологических характеристик, в нем второй вывод первого операторного двухполюсника через второй операторный двухполюсник подключен к инвертирующе му входу первого операционного усилителя,неинвертирующий вход которого является информационным входом блока.