Преобразователь напряжение-ток

Союз СоветскоциалистическРеспублик АВТОРСКОМ лнительное к 2) Заявлено 14,11.7 с присоединением заяв(71) Заявитель ское бюро п Специальное конст оростроени(54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ ТОК Изобретение относится к приборостроению, конкретно - к преобразователям напряжения в ток, в частном случае - к стабилизаторам тока.Известен преобразователь напряжение - ток (стабилизаторы тока), содержащий усилительный элемент, входные выводы которого подключены к источнику входного напряжения (в стабилизаторах тока - к резистору обратной связи), а выходной вывод - к последовательной цепочке из эталонного резистора и обычно заземленной нагрузки, общая точка которых соединена со входом цепи обратной связи (в стабилизаторах тока часто непосредственно со входом усилительного элемента) Щ . Недостатком известного преобразователя напряжение - ток является невозможность независимой регулировки коэффициента передачи при сохранении точности одним переменным эталонным резистором вследствие того что для сохранения точности (высокого выходного сопротивления) необходимо выполнить определенные соотношения между сопротивлениями резисторов, одним из которых является эталонный резистор. При изменении сопротивления только одного эталонного резистора нарушаются указанныесоотношения и ухудшается точность преобразователя. Изменение же сопротивления других резисторов одновременнос сопротивлением эталонного резистора, с цеЛью сохранения точности,затрудняет регулировку коэффициенО та передачи, что практически делаеттакую регулировку невозможной,Наиболее близкий по техническойсущности к изобретению преобразоват 5 тель напряжение - ток, содержащийосновной и дополнительный операционные усилители; неинвертирующие входыкоторых являются входами преобразователя, выходы усилителей через пер 20 вый й второй резисторы соединенысоответственно каждый со своим инвертирующим входом, третий и четвеРтый резисторы и эталонный резистор,первый вывод которого соединен с25 первым выводом нагрузки, второй вывод которой заземлен, второй выводэталонного резистора соединен с инвертирующим входом основного усилителя, выход дополнительного усили 30 теля через третий резистор соединен с нагрузкой, а выход основногоусилителя через четвертый резисторподключен к инвертирующему входудополнительного усилителя 2 .Этому преобразователю присущите же недостатки, что и аналогу.Кроме того, этот преобразовательнеработоспособен при наличии синфазного сигнала, т.е. от незаэемленного источника, что сужает функциональные возможности преобразователя.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей преоб,. разователя и упрощение его регулировки.Указанная цель достигается тем,что в преобразователь напряжение -ток, содержащий основной и дополнительный операционные усилители,неинвертирующие входы которых подключены к входным клеммам, выходыусилителей через первый и второйрезисторы соединены соответственнокаждый со своим инвертирующим входом,третий и четвертый резисторы и эталонный резистор, первый вывод которого соединен с первым выводомнагрузки, второй вывод которой заземлен, введен операционный усилитель-повторитель напряжения, неинвертирующий вход которого подключен кнагрузке, а выход через третий резистор - к инвертирующему входу дополнительного усилителя, причем второй вывод эталонного резистора соединен с выходом основного усилителя,а выход дополнительного усилителячерез четвертый резистор подключенк инвертирующему входу основногоусилителя.На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.Преобразователь содержит основной 1 и дополнительный 2 операционные усилители, первый 3, второй 4,третий 5 и четвертый б резисторы,эталонный резистор 7, нагрузку 8и повторитель напряжения 9.Преобразователь работает следующим образом.Измерительный усилитель, состоящий из операционных усилителей 1и 2, резисторов 3, 4, 5 и б усиливаетнапряжение входного сигнала Ч ,приложенного к первому Вх и второмуВх входам. Выходное напряжение усилителя снимается с выводов - основного - выход усилителя 1, и дополнительного - второй вывод резистора 5.Коэффициент усиления измерительного усилителя.стабилен и определяетсясоотношением сопротивлений, входящихв него резисторов 3, 4, 5 и б. Приравенстве сопротивления резисторов3, 4, 5 и б коэффициент усиленияизмерительного усилителя равен 2.Коэффициент усиления измерительного усилителя не зависит от синфазнойсоставляющей входного сигнала, т.е.,напряжения, приложенного между одним из входных выводов ВХ, илиВХ, и землей,При таком построении измерительный усилитель имеет большоевходное сопротивление,так как неинвертирующие входы входящих в него.операционных усилителей 1 и 2 не имеют других соединений, кроме ВХ и Вхизмерительного усилителя,Коэффициент усиления измерительного усилителя не зависит также отнапряжения между его дополнительнымпассивным выводом (второй вывод резистора 5) и землей, что и позволяетподключать общую точку соединенияэталонного резистора 7 и заземленнойнагрузки 8 непосредственно к дополнительному пассивному выходному выводу измерительного усилителя.Од нако непосредственное соединениеуказанных точек приведет к протеканию тока по цепи между ними и, следовательно, к неравенству токов,протекающих через эталонный резистор 7и нагрузку 8, что вызывает погрешность преобразования. Для исключенияэтого тока между указанными точкамивключен повторитель напряжения 9на операционном усилителе, что приводит к повышению точности преобразования напряжения в ток, так какток от нагрузки через повторительнапряжения практически не ответвляется. Выходное напряжениеизмерительного усилителя равно усиленномув коэффициент усиления измерительного усилитедя раз входному напряжению 0. , Поскольку потенциалыОХточек, соединяемых повторителем напряжения,одинаковы, выходное напря жение измерительного усилителя приложено также к эталонному резистору7, что и вызывает выходной ток Тпротекающий через последовательнуюцепочку из эталонного резистора 7 ,4 и заземленной нагрузки 8, определяемый по формулеТ = - ОК-ьцх К ьхэгде ОХ - входное напряжение,К - коэффициент усиления измерительного усилителя,- сопротивление эталонногоэрез истора.Коэффициент преобразования преобразователя напряжение - ток, равный К/К , может устанавливатьсяс помощью однбго переменного эталонного резистора 7При постоянномвходном напряжении, равном опорному, 6 О преобразователь становится стабилизатором тока.Таким образом, преобразовательлегко перестраивается, универсален,работает на заземленную нагрузку, 65 обладает большим входным сопротив746470 Составитель Ю. ЖулинРедактор Л. Ушакова Техред И, Асталош Корректор М. Виг аз 3942/37 .Тираж 956 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн лением, прост по устройству, чтон определяет экономический эффектот его использования. Формула изобретения 5 Преобразователь напряжение - ток, содержащий основной и дополнительный операционные усилители, неинвертирующие входы которых подключены к входным клеммам; выходы усилителей через первый и второй резисторы соединены соответственно каждый со своим инвертирующим входом, третий и четвертый резисторы и эталонный резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой заземлен, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя и упроще- М ния его регулировки, в него введеноперационный усилитель-повторительнапряжения, неинвертирующий входкоторого подключен к нагрузке, авыход через третий резистор - к инвертирующему входу дополнительногоусилителя, причем второй выводэталонного резистора соединен с выходом основного усилителя, а выходдополнительного усилителя через четвертый резистор подключен к инвертирукщему входу основного усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельстйо СССР 9 472340, кл. 0 05 Г 1/56,26.08.70. 2. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж. Грэма. Перевод с англ. под ред. И.Н. Теплюка,М., "Мир",1974,с. 294,рис.6,28.