Преобразователь напряжения в ток

)5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОР СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(71) Харьковское областное предприятие попродаже, монтажу и ремонту медицинскойтехники "Медтехника"(56) Авторское свидетельство СССРВ 1401565, кл. Н 03 Р 3/40, 1988.Авторское свидетельство СССРМ 1290485, кл. Н 03 Р 3/34, 1986,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ НАПРЯЖЕНИЯ ВТОК(57) Изобретение относится к электроннойтехнике и может быть использовано в анаИзобретение относится к электроннойтехнике и может быть использовано в ана-логовой вычислительной технике и измерительной аппаратуре для формированиятокового выходного сигнала.Целью изобретения является расши)ение динамического диапазона измененияпреобразуемого напряжейия и повышениенадежности преобразователя,На чертеже приведена схема преобра-зователя напряжения в ток (ПНТ).ПНТ содержит операционный усилитель(ОУ) 1, эталонный резистор 2, нагрузочныйрезистор 3, регулирующий транзистор 4,балластный резистор 5, два последовательно включенных источника питания б и 7,свободные выводы которых подключены ковходам питания ОУ 1, а общий вывод источников б и 7 подключен к базе регулирующего транзистора 4, источник 8 питающегонапряжения преобразователя, информационный вход 9. логовой вычислительной технике и измерительной аппаратуре для формирования токового выходного сигнала. Цель изобретения - расширение динамического диапазона изменения преобразуемого напряжения и повышение надежности работы преобразователя. Преобразователь напряжения в ток содержит операционный усилитель 1, эталонный резистор 2, нагрузочный резистор 3, регулирующий транзистор 4, балластный резистор 5, два последовательно включенных источника питания 6 и 7, источник 8 питающего напряжения преобразователя и информацибнный вход 9, Достижение поставленной цели обеспечено за счет новых связей между составными элементами преобразователя. 1 ил. Преобразователь напряжения в ток работает следующим образом. Входное на- Б пряжение подается на вход 9 бтносительно шины нулевого потенциала, Через балласт- а ный резистор 5 это напряжение прикладывается к базе регулирующего транзистора 4, а через шину нулевого потенциала и эталонный резистор 2 к эмиттеру этого транзистора, Если это напряжение приложено к базе транзистора 4 положительным потенциалом, а к эмиттеру - отрицательным потенциалом, произойдет . отпирание эмиттерно-базового р-и-перехода и коллекторной цепи транзистора 4, При этом от плюса источника 8 питающего напряжения через нагрузочный резистор 3, коллекторную цепь транзистора 4, эталонный резистор 2 и через шину нулевого потенциала к минусу источника 8 питающего напряжения пройдет ток. Протекающий эмиттерный ток создает на эталонном резисторе 2 падение напряжения, которое приложено в противо510 фазе к входному преобразуемому напряжению и является запирающим для регулирующего транзистора 4, По принципу работы транзисторного каскада падение напряжения на эталонном резисторе 2, вызванное прохождением коллекторного тока от источника 8 питающего напряжения, всегда бу-. дет меньше величины входного преобразуемого напряжения на величину падения напряжения на эмиттерно-базовом р-и-переходе регулирующего транзистора 4, Для кремниевых транзисторов это напряжение составляет 0,4 - 0,7 В. Падение напряжения на эмиттерно-базовом переходе регулирующего транзистора 4 создает погрешность преобразования напряжения в ток. В ПНТ эта погрешность корректируется автоматически следующим образом,Эмиттер регулирующего транзистора 4 подключен к неинвертирующему входу ОУ 1, в результате чего напряжение на эмиттерном р-п-переходе приложено на вход ОУ 1, который включен в режиме повторителя напряжения, В результате принципа работы ОУ напряжение на балластном резисторе 5 будет равно падению напряжения на эмиттерно-базовом р-и-переходе регулирующего транзистора,4 и:инфазно суммируется с входным преобразуемым напряжением, приложенным к входу 9. Таким образом, к базе регулирующего транзистора 4 приложено входное напряжение, которое относител ь но шин ы нулевого потен циала автоматически увеличено на величину паде ния напряжения на эмиттерно-базовом р-и- переходе регулирующего транзистора 4. В результате падение напряжения на эталонном резисторе 2 будет равно величине входного преобразуемого напряжения, которое приложено к входу 9 относительно шины нулевого потен циала.Ток через эталонный резистор 2 определяется по формулеО+ Оэб - О аб Ом (1)К 0 бр Вобр где 1 э - величина тока, протекающего через эталонный резистор 2, А;В 0 бр - величина сопротивления эталонного резистора 2, Ом;Овх - величина входного преобразуемого напряжения, В;Оэ,б, - величина падения напряжения на р-п-переходе транзистора 4, равная напряжению на выходе ОУ 1, В.Ток, протекающий через эталонный рези- стор 2, является током эмиттера регулирующего транзистора 4, Эмиттерный ток определяет величину коллекторного тока, проходящего через нагрузочный резистор 20 25 30 35 40 45 50 3. Коллекторный ток не зависит практически от величины нагрузочного резистора 3 и от источника 8 питающего напряжения преобразователя, т.е. эмиттерный ток передается в коллекторную цепь, Погрешность передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь определяется током базы регулирующего транзистора 4 и может быть вычислена из соотношения 1 эЬ 1 э = 1 б = 1 э 1 к = (2)1+где 1 б - ток базы регулирующего транзисто/ра 4,А;1 э - ток эмиттера регулирующего транзистора 4, А;1 к- ток коллектора регулирующего транзистора 4, А; Р- коэффициент передачи тока регулирующего транзистора 4, включенного по схеме ОЭ, определяется параметрами транзистора 4.Относительную погрешность передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь можно найти из соотношенияЬ 1 э 0 1 э100%0 = --100% =э (3)1ю- . 100%Соотношение (3) показывает, что увеличение коэффициента 3 уменьшает погрешность передачи эмиттерного. тока в коллекторную цепь. Поэтому предпочтительным является применение вместо одного . транзистора 4 составного транзисторного каскада по схеме Дарлингтона, в результате чего величина коэффициента может быть многоКратно увеличена и таким образом многократно уменьшена погрешность передачи эмиттерного тока в коллекторную цепь. В Качестве первого элемента составного регулирующего транзистора необходимо выбрать транзистор с наибольшим значением параметра Р, а в качестве последующих элементов - транзисторы, рассчитанные на большую мощность. Оконечный каскад составного регулирующего транзистора рекомендуется устанавливать на теплоотводе. При использовании в качестве регулирующего транзистора типа КТ 834 А и эталонного резистора величиной 10 кОм величина питающего напряжения может составлять 500 В, а входного преобразуемого напряжения - 250-300 В. Формула изобретения Преобразователь напряжения в ток, содержащий источник питающего напряжения преобразователя, регулирующий. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/еытиям при ГКНТ СССР оизводственно-издательский кЬмбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина транзистор, к коллектору которого подключен нагрузочный резистор, операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к информационному входу пре. образователя, балластный и эталонный ре зисторы и два последовательно включенныхисточника питания, свободные выводы которых подключены ко входам питания операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения динами ческого, диапазона изменения преобразуе-, мого напряжения иповышения надежности. в нем общий вывод последовательно включенных источников питания подключен к базе регулируемого транзистора, свободный вывод нагрузочного резистора подключен к выходу источника питающего напряжения преобразователя, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером регулирующего транзистора и через эталонный резистор подключен к шине нулевого потенциала, выход и инвертирующий вход операционного усилителя объединены и подключены через балластный резистор к базе регулирующего транзистора,