Масштабный усилитель

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный коиитет СССР по делам изобретений и открытий(С 2) Авторы изобретения ЭБелорусский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им; В.И.Ленина(54 ) ИАСШТАВНЬЭ УСИЛИТЕЛЬ Поставленная цель достигается тем, что в масштабный усилитель введены дополнительные операционные усилителиф масштабные резисторы и группы весовых резисторов, причем входы первого и второго дополнительных операционных усилителей через весовые резисторы первой и второй дополнительных групп соединены с коммутирующими устройством, к выходу второго дополнительного.операционного усилителя подключен некнвертирующнй вход третьего дополнительного операционного усилителя, инвертирующий вход которого через первый дополнительный масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через второй дополнительный масштабный резистор - с его выходом, выходы основного, первого дополнительного и третьего дополнительного операционных усилителей через весовые резисторы третьей дополнительной группы:подключены ко входу четвертого дополнительного операционного усилителя, выход которого является выходом масштабного усилителя,Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в электро- и радиоизмерительных приборах, вычислительной технике, системах связи и т.д.Известны масштабные усилители, Оостроенные на базе операционных усилителей 1-31. Такие усилители не обеспечивают высокую точность преобразования при необходимости изменения коэФФицкента усиления в широком диапазоне. Их полоса пропускания при больших коэФФициентах усиления невелика.15Наиболее близким по технической сущности к предложенному является масштабный усилитель, содержащий операционный усилитель, между входом и выходом которого включен масштабный 20 резистор, группу весовых резисторов,. общий вывод которых подключен к входу операционного усилителя, вторые выводы весовых резисторов через коммутирующее устройство соединены со 25 входом масштабного усилителя 4),Такой усилитель также не может обеспечить высокую точность установ ки коэФФициентов усиления в широкомдиапазоне изменения последних. Цель изобретения - повышение точносТи преобразования в широком диапа- зоне изменения коэФФициента усиления.а между входами и выходами первого, второго и четвертого дополнительных операционных усилителей включены соответственно третий, четвертый и пятый дополнительные масштабные резисторы.На чертеже представлена схема масштабного усилителя.Масштабный усилитель состоит из коммутирующего устройства 1, выполненного на ключах 2-13, трех из групп весовых резисторов 1417 14 -17 и 14 з -17 , включенных на иннертирующем входе основного 18 и дополнительных 19 и 20 усилителей, в цепи обратной связи которых включены масштабные резисторы 21-23. К выходу усилителя 20 подключен неиннертирующий вход дополнительного операционного усилителя 24, охваченного обратной связью через масштабные резисторы 25 и 26. Выхрды усилителей 18,19,24 подключены к дополнительной группе весовых резисторов 27-29, общий вывод кото-. рых соединен со входом дополнительного операционного усилителя ЗО,В цепи отрицательной обратной связи усилителя 30 включен масштабный 31 резистор.Усилитель работает следующим образом. Для того чтобы усиление можно было менять с шагом "1", резисторы 141,14,14 з, 21-23 ранны между собой и вдвое больше по сопротивлению, чем также равные между собой резисторы 15,1,15 ,которые н свою очередь, вдвое больше резисторов 16,16,16 и нчетверто - резисторов 1717, 17 28,29. В свою очередь, резисторы 27 и 31 в 16 раэ больше резистора 17, а отношение сопротивлений резисторов 26 и 25 равно 15. Входной ток протекает через замкнутую часть ключей 2-13 и соответствующие им резисторы 14 - 17 и создает на входах усилителей 18-20 напряжениа. Коэффициент усиления каждого из усилителей 18-20 равен отношению сопротивления резистора 21-23 обратной связи к суммарной величине сопротивления параллельно включенных весовых резисторов.Канал усилителя 18 обеспечивает усиление первого порядка, т.е.,от 2 ф до 2 -1, канал усилителя 19 - усиление второго порядка: от 2 Ф до 2 -1, канал усилителя 20 - усиление третьего порядка: от 28 до 2 , ДополНительный усилитель 24 введен в схе" му для того, чтобы при суммировании токов на входе усилителя 30 избежать дополнительной погрешности, вносимой при работе старшего разряда усилите ля из-за чрезмерного увеличения отношения сопротивлений резисторов 31 и 29, что уменьшило бы глубину отрицательной обратной свящи усилителя 30Применение описанного масштабногоусилителя позволяет существейно,расширить диапазон изменения коэффи.циента усиления при сохранении точности преобразонания и полосы пропускания устройства.Так, коэффициент усиления масштабного усилителя изменяется в двоичномкоде от 1 до 4095. Усилитель обладаеттакой же точностью и полосой пропускания, как и известный усилитель сдиапазоном изменения коэффициентаусиления от 1 до 15Формула изобретенияМасштабный усилитель, содержащийоперационный усилитель, между входом 15 и выходом которого включен масштабныйрезистор, группу весовых резисторов,общий вывод которых подключен к входу операционного усилителя, вторыевыводы весовых резисторов через ком мутирующее устройство соединены совходом масштабного усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности преобразования вшироком диапазоне изменения коэффициента усиления,в него введены дополнительные операционные усилители,масштабные резисторы и группы весовых резисторов, причем входы первого и второго дополнительных операционных усилителей через весовые резисторы первой и второй дополнительныхгрупп соединены с коммутирующим устройством, к выходу второго дополнительного операционного усилителя подключен неинвертирующий вход третьего З 5 дополнительного операционного усилителя, инвертирующий нход которогочерез первый дополнительный масштабный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через второй допол нительный масштабный резистор - сего выходом, выходы основного, первого дополнительного и третьего дополнительного операционных усилителейчерез весовые резисторы третьейдополнительной группы подключены ковходу четвертого дополнительного операционного усилителя, выход которогоявляется выходом масштабного усилителя, а между входами и выходами первого, второго и четвертого дополнительных операционных усилителей включенысоответственно третий, четвертый ипядый дополнительные масштабные резисторы.Источники информации,55 принятые во внимание при экспертизе1.Шило В.Л. Линейные интегральныесхемы.И.,"Советское радио" 1974,с.151.,2.Заявка Фракции 9 2295628,кл. Н 033/30, 1974.Щ З.Патент Франции Р 129053,кл Н. 03 9 3/00, 1973.;4.Гутников В.С. Применение операционных усилителей в экспериментальной технике, Л., "Энергия", 1975,с. 31 (прототип),763909 Составитель С.Белаокая Техред ,С.Мигунова М.Демчик орр едактор Т писно Патент , г.ужгород, ул.Проектная Филиал аказ 6285/ 3 Тираж 7 ВНИЙПИ Государственного по делам изобретен 113035, Москва, ж, комитета СССР й и .открнтийРаушская наб.,