Масштабный преобразователь

16 Союз СоветскихоциалистическиРеспублик АВТОРСКОМ 1) Дополнительное к авт. свид 309147/2 б 7/12 1.76(23) ПриоритетОпубликовано 3 Государственный комите Совета Министров ССС ло делам изобретений) УДК 681.335(08 юллетень12 ытни Цата опубликования описания 11.04,7 72) Авторы изобретения ергер, И, Д. Козицкий, В. И. Матвииви М, Г. Рыликконструкторское бюро микроэлектроникив приборостроении 1) Заявитель ециально(54) МАС 1 ЦТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ 15 Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть использовано в вычислительной и измеритсльной технике.Одно из известных усилительных устройств содержит усилительный элемент, ключевые элементы, дополнительный усилительный элемент, запоминающий конденсатор 11. Это устройство обладает сравнительно низким быстродействием.Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является масштабный преобразователь, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входом преобразователя, сумматор, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выходом связанного с входом делителя напряжения и выходом преобразователя, дифференциальный усилитель, выходом подключенный к переключающему контакту первого переключателя, первый контакт которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и обкладкой первого запоминающего конденсатора, второй запоминающий конденсатор, обкладка которого подключена к первому входу сумматора, второй переключатель 2,Однако и это устройство имеет сравнительно низкое быстродействие и невысокую точность работы вследствие периодической и неполной компенсации дрейфа нуля усилительных элементов,Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы.5 Предложенный масштабный преобразователь отличается от известных тем, что неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с переключающим контактомвторого переключателя, первый контакт кото 10 рого подключен к входу преобразователя, авторой контакт - к выходу делителя напряжения и второму входу сумматора, к первомувходу которого подсоединен второй контактпервого переключателя, вторые обкладки первого и второго запоминающих конденсаторовсоединены с шиной нулевого потенциала.Блок-схема масштабного преобразователяпредставлена на чертеже,Она содержит операционный усилитель 1,20 сумматор 2, делитель напряжения 3, переключатель 4, дифференциальный усилитель 5, запоминающий конденсатор 6, переключатель 7,запоминающий конденсатор 8, вход 9 и выход1 О преобразователя.25 Устройство работает следующим образом.В первоначальный момент первый 7 и второй 4 переключатели находятся в положении,показанном на чертеже,Входное напряжение Уподается на неин 30 вертирующие входы операционного Усилителя(5) Ус - ЛУдр 31 и дифференциального усилителя 5, затем через замкнутую обратную связь операционного усилителя 1 (делитель напряжения 3 и сумматор 2) поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 1, В этот момент второй запоминающий конденсатор 8 находится в незаряженном состоянии.Выходное напряжение операционного усилителя 1 определяется формулойУ, - (У,+Уд, +У) К, (1) где Увх - входное напряжение масштабногопреобразователя;Одр, - напряжение дрейфа операционного усилителя 1;Ус - напряжение на втором запоминающем конденсаторе 8;К - коэффициент деления делителя напряжения 3,При этом выходное напряжение делителянапряжения 3 определяется формулой Увыд, = (Увд + Удр + Ус ) (2) Кроме того, через замкнутую обратную связь дифференциального усилителя 5 напряжение lзапоминается на первом запоминающем конденсаторе 6 и равно где Лндр, - напряжение дрейфа дифференциального усилителя 5.В момент коррекции дрейфа нуля переключающие контакты первого 7 и второго 4 переключателей перебрасываются в другое положение и на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 5 поступает напряжение У,ыд, с выхода делителя напряжения 3.При этом дифференциальный усилитель работает как сравнивающее устройство, на инвертирующий вход которого подано напряжение с первого запоминающего конденсатора 6. К напряжению, поступающему на неинвертирующий вход дифференциального усилителя добавляется напряжение дрейфа Л Удр операционного усилителя, т. е. напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя определяется суммой Уы + Удр +Ус + ЛУдр,(4) В связи с наличием отрицательной обратной связи выходное напряжение делителя напряжения 3 становится равным напряжению, запомненному на первом запоминающем конденсаторе 6, т. е. 25 Зо 35 40 45 50 55 60 Второй запоминающий конденсатор 8 заряжается до величины Л Удр Подставляя значение Ус, (5) в формулу (1), получим У = (У+ ЛУд, - ЛУд, ) К, = У,К,. (6)Как видно из формулы (6), дрейф нуля операционного усилителя 1 в момент коррекции полностью корректируется, а величина дрейфа нуля Удр, запоминается на втором запоминающем конденсаторе 8, При последующих переключениях переключающих контактов первого 7 и второго 4 переключателей корректируется изменение дрейфа операционного усилителя 1 и дифференциального усилителя 5 напряжением второго запоминаю. щего конденсатора 8.Таким образом, входной сигнал на входе операционного усилителя не прерывается в моменты компенсации дрейфа нуля, что привело к повышению быстродействия, а компенсация дрейфа нуля повысила точность работы масштабного преобразователя.Формула изобретенияМасштабный преобразователь, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входом преобразователя, сумматор, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с входом делителя напряжения и выходом преобразователя, дифференциальный усилитель, выход которого подключен к переключающему контакту первого переключателя, первый контакт которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и обкладкой первого запоминающего конденсатора, второй запоминающий конденсатор, обкладка которого подключена к первому входу сумматора, второй переключатель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с переключающим контактом второго переключателя, первый контакт которого подключен к входу преобразователя, а второй контакт соединен с выходом делителя напряжения и вторым входом сумматора, к первому входу которого подключен второй контакт первого переключателя, вторые обкладки первого и второго запоминающих конденсаторов соединены с шиной нулевого потенциала,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Кончаловский В. Ю. и др. Электрические измерительные преобразователи. Изд. Энергия, 1967, с. 156 - 157, рис. 5 - 12.2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, Изд. Высшая школа, 1972, с. 111 - 113, рис. 111 - 1 б (прототип).. Грузов ектор Л. Денискин каз 676/19ЦНИИПИ Г ПодписиСР Типография, пр. Сапунова, 2 Изд. Мо 318 Тираж 899осударственного комитета Совета Министровпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5