Преобразователь напряжение-ток

)м. к .6 01 В 19/00 6 01 В 15/08 с присоединением заявки Йф Государственный квинте СССР яо делам нзобретеннй н открытей(72) Авторы изобретения Н. Фрол М. Фо Леси 1) Заявите 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ГОК 2 кеичеспрескихнайтикихпряйф 10в 20ой является расшииапаэона. Изобретение относится к технипреобразования и усиления электрких сигналов, предназначено дляобразования напряжений электричесигналов в выходной ток и можетприменение в качестве электричеспреобразователей управляющего нжения в ток обмоток возбужденияэлектромагнитных преобразователуправляющих работой электрогидр.усилителей и т.д. Известны преобразователи, содержащие диФФеренциальный операционный 15 усилитель, охваченный паралельными обратными связями по напряжению с выхода усилителя на его инвертирующий вход и по току нагрузки, снимаемому резистора, подключенного к выходу усилителя последовательно с нагрузк на его неинвертирующий вход, а нагрузка включена между общей шиной и выходом усилителя последовательно с резистором обратной связи, При согла- сованных отношениях,сопротивлений обратных связей, схема Функционирует кай источник тока, управляемый входным напряжением ( 1 ) В известной схеме преобразователя операционный усилитель должен иметь диапазон выходных напряжений, достаточный для обеспечения диапазона выходного тока в нагрузке, Во многих случаях применения преобразователей напряжение-ток типовые операционные усилители, например микросхемные, имеющие ограниченную шкалу выходного напряжения, не обеспечивают необходимый диапазон изменения выходного тока в нагрузке Это является существенным недостатком рассматриваемого устройства, так как для увеличения диапазона выходного тока необходимы усилители с увеличенным диапазоном, выходного напряжения. Все это снижает уровень микроминиатюризации аппаратуры, приводит к применению источников питания с различными шкалами выходных напряжений. Кроме того, в известной схеме преобразователя в цепи обратной связи применяется резистор малого значения, что приводит к низкой крутизне преобразования, определяемой как отношение тока в нагрузке к входйому напряжению.Целью изобретениярение динамического д746302ботает как источник тока, управляемый входным напряжением У вх.Усилитель 8 при равенстве резисторов 9 и 10 инвертирует входнойсигнал У с единичным коэффициентом.передачи и между выходами усилителей1 и 8 образуется суммарный сигнал 2С, который приложен к нагрузке 5и резистору 4. Таким образом, диапазон изменения тока н нагрузке Унунеличивается и ток н нагрузке неизменяется при изменении сопротивления нагрузки 5, так как усилитель1 работает как источник тока.Крутизна преобразования также15увеличивается, - таК как усилитель 1работает в режиме усиления входного напряжения благодаря тому, чтоотношение резисторов 3 и 2 устанавливается значительно больше единицы,В описываемом преобразователе,20 выполненном на однотипных усилителяхс общим источником питания, достигается увеличение диапазона выходного тока в нагрузке благодаря удноению напряжения на выходе преобразователя, крутизны преобразования. Этимдостигается высокая степень унификации аппаратуры, возможность использования микросхемных усилителей стиповой шкалой выходного напряжения.Все это обеспечивает повышение уровня микроминиатюризации аппаратуры иее надежность. аУ-Ф ".Поставленная цель достигается темчто,в преобразоватЕль напряжение-токсодержащий нагрузку и каскад преобразования, выполненный на усилителеиннертирующий входкоторого черезмасштабный резистор соединен со вхоДом преобразонателя и через резисторобратной сняэи с выходом усилителя,а неинвертируюший вход - через вто.рой масштабный резистор с корпусом ичерез второй резистор обратной связис выходом усилителя, введен дополнительный каскад преобразования, выполненный на втором усилИтеле, масштабный резистор которого включен междувыходом предыдущего каскада преобразования и инвертирующим входом усилителя, охваченного обратной связью, анеиннертирующий вход усилителя соединен -с корпусом, причем нагрузка включена между выходомусилителя допол"нительного каскада преобразования исредним выводом второго резистора обратной связи первого ка:када преобразования,- На чертеже изображена принципиальная электрическая схема преобразова-теля напряжение-ток.Он состоит иэ усилителя 1, охваченного обратной связью по напряжениюс помощью масштабного резистора 2 ирезистора 3 обратной связи образующих обратную связь с выхода усилителя1 на его иннертирующийвход, резистора 4 токовой обратной связи, включенного усилителя 1 последовательно снагрузкой 5, масштабного резистора би резистора 7 обратной связи, с помощью которых снимается обратнаясвязь по току с резистора 4 на неинвертирующий вход усилителя 1, дополнительного однотипного усилителя 8 смасштабным резистором 9 и резистором10 обратной связипричем один инвыводов резистора 9 соединен с вйходом усилителя 1, другой его выводсоединен с инвертирующим входом усилителя 8, резистор 10 включен междувыходом усилителя 8 и его иннертирующим входом. Резистор б и неинвертирую" щий вход усилителя 8 соединены собщей шиной, питание усилителей 1 и 8обеспечивается с помощью общих источников питания 11 и 12,Устройство работает следующим образом;При подаче на вход напряжения Унх на выходе усилителя 1 появляется напряжение, величина которого опре" деляется отношением резисторов 3 и 2 При их соотношении1 усилитель 1 является линейным усилителем напряжения, а обратная связь,.снимаййая с резистора 4 по току с помощью делителя на.резисторах б и 7, увеличивает его выходное сопротивление и при согласованных по величине резисторах 3 и 7 и 2 и б усйлитель 1 ра 35 40 45 50 55 60 65 Формула изобретенияПреобразователь напряжение-ток,содержащий нагрузку и каскад преобразования, выполненный на усилителе,иннертирующий вход которого черезмасштабный резистор соединен совходом преобразователя и через резистор обратной связи с выходом усилителя, а неинвертирующий вход - черезвторой масштабный резистор с корпусом и через нторой резистор обратной связи с выходом усилителя, о тл и ч а ю щ ий с я тем, что, сцелью расширения динамического диапазона, в него введен дополнительныйкаскад преобразования, выполненныйна втором усилителе, масштабный резистор которого включен Между выхоом предыдущего каскада преобраэоваия и инвертирующим входом усилителя,охваченного обратной связью, а неин"вертируюший вход усилителя соединен с корпусом, причем нагрузкавключена между выходом усилителядополнительного каскада преобразования и средним"выводом второго резистора обратной связи первого кас-када преобразования,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Проектирование и прйменениеЬперационных усилителей.-Под редакцией Дж. Грэма и др. М., Мир,1974, с. 247-248.746302 Составитель А. Волковмедова Техред М, ПеткоКорректор Н. Григо Редактор аказ 3931/ е илиал ППП Патентф, г. УагОрод, ул. Проектная,31 Тирам 1019цНИИПИ Государственногопо делам изобретений 3035, Москва, 3-35, РаушскПодпкомитета СССРи открытийя наб., д. 4/5