Усилитель с управляемым коэффициентом усиления

(22) Заявлено 09,07.80 (21) 2958031/18-2%с присоединением заявки рй(5 )М. Кд, 006 б 7/12 Государстесииый комитет во делам изобретеиий и открытийИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве широкополосного усилителя напряжения с программируемым коэффициентом усиления в устройствах различного назначения, в частности в трактах обработки видеосигналов многоэлементных фотоприемников.Известен усилитель с управляемьм коэффициентом усиления, содержащий операционный усилитель, резистор обратной связи, два резистивных делителя напряжения, двоично-весовую цепь из И резис торов и И ключей. Резистор обратной связи включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, являющимся выходом усилителя, Резистивные делители напряжения включены между входом усилителя и шиной нулевого потенциала. Выход первого резистив ного делителя напряжения присоединен к неинвертирующему, а выход второго - к инвертируюшему входам операционного усилителя. Все 6 резисторов двоично-ве., совой цепи первыми выводами соединены с инвер;ирующим входом операционного усилителя а вторыми - через т 1 ключей с шиной нулевого потенциала 11 .Основным недостатком этого усилителя является невысокое входное сопротивление и быстродействие, ограниченное комплексным характером проводимости двоично-весовой цепи из-за наличия паразитных емкостей разомкнутых ключей, 0Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является усилитель с управляемым коэффициентом усиления, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом 5усилителя, резистор обратной связи, включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, два резистора, первые выводы которых объедииены и подключены к шине нулевого потенциала, второй вывоп первого резистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а второй вывод второго резистора подключен к неинвер 9075575 1 О 15 20 тирующему входу операционного усилителя, И переключатепей и М резисторов, первые вьВоаы которых подключены к первым Выводам переключателей и И резисторов, вторые выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы переключателя Объединены, подключены ко Входам операционного усилителя и являются вхоцом усилителя, третьи выводы переключателей Объединены ипоакпючены к шине нулевого потенциала ( 2.Недостатком известного усилителя является низкое входное сопротивление усилителя и, как следствие, невысокая ;.О.ность работы.Цель изобретения - повышение точности п 1, гем повыцеиия входного сопротивленин усилителя.Поставленная цель достигаетсч тем, -.1 то В известном усилителе с управпяе:;.-.ь., коэффициентом усиления, содержащем операционный усилитель, выход котрого является выходом усилителя, резистор Обратной связи, включенный между входом и инвертирующим входомОперационного усилителч, токозадающийРЕЗИН Оп, ВКП 1 О. - ;ЕННЫЙ МЕЖДУ ИНВЕРтИРУЮ"цим Входом операционного усилителя ишиной нулевого потенциала, И масштабр.х Оезисторов .:, две группы перекл".Оча-:епе". ПО; пег,екл.очателей Р каждой., ин ,ТчОУтОЩий . ВХСп пдоаПЧОННОГО УСИПИтеди черезмасштабных резисторов подттпСЧЕН П пэпвъц. ВЬ.ВОДВМ ПЕРЕКЛЮЧаТЬ= лей Обеих грипп. Вторыэ выводы перекюпочатегей перво", г- -,тт- Объединены и подщ ЦттОЧЕНЫ К Ш"т",-; - .,ЛЕВОГО ПОТЕНЦиапа, -;,ь:ВО-.-, - .е эпочателей второй1.;". 1-,;.:; Г с. с. ; ;:;." Мчи и".ИЗ," п 1 ий Вход,т,.1 ррС"и,", .,.ЧчЕГф" д Г )ДОМ усиди тепя в Вторые ВывОды переключатеи"пг 1т тОп.;:ЛЮЧЕНЫ К ВЫХОД,Операционногу ."ли 1 Гя,а чертеже и иведенв принципиальная схема усилители с управляемым коэффипиентом усиления.О сии 1 епь ":В е,ъп." ксэффициен "0.4 усиления содержит ОперациОнный уси литель 1, резистор 2 сбрвтной связи,. Й мвсштвбньсг, реаисторов 3 первую группу И переюдсчвтедей 4 и вторую группу из И переключателей 5, в также токозвдающий резистор 6,ьходом ус:."Гитепл ИБлется неичверти рующий вход операционного усндителяч. Резистор 2 цели Обратной связи Включен между инвертирующнм Входом и ВыхОдом 25 36 35 4 й 45 Я Б 5 операционного усилителя, явпяюцегося выходом усилителя. Токозвдвющий резистор 6 включен между инвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала. Масштабные резисторы первыми выводами подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, Первая группа И переключателей 4 включена между вторыми выводами масштабных резисторов 3 и шиной нулевого потенциала, в вторая группа из И переключателей 5 - между вторыми выводами масштабных резисторов 6 и выходом усилителя.Усилит ль с управляемым коэффициентом усиления работает следующим образом.Коэффициент усиления (К) по напряжению этого усилителя определяется по формуле У -ьМ(к .1 Ф т - -у-,где- суммарная проводимость токозадающего резистора 6 и всех масштабных резисторов 3 (при замкнутых переипочателях 4);3-проводимость резистора 2 цепиобратной связи;Э - суммарная величина проводимос-тей масштабных резисторов цепи (пропорциональная двоичному числу й ), подключенных вторыми выводами к выходу усилителя при данном коэффициенте усиления,задаваемом двоичным кодом числа МТаким образом, усилитель с управляемым коэффициентом усиления имеет не 1линейную зависимость коэффициента усиления от двоичного числа (ч и имеет коэффициент усиления, больший или равныйединице. Этот усилитель обладает такими преимуществами, квк высокое входноесопротивление и простота.Усилитель с управляемым коэффициентом усиления помогает решать проблемусоздания широкополосных безнаводочныханалоговых устройств с дискретным цифровым управлением свободных от влиянияпвразитных параметров применяемых ключевых элементов. Типичное время установления выходного сигнала размахом5 В при применении современных биллярных и МОП транзисторов составляетне более 50 нс. То же самое справедливо и для времени установления выходногосигнала при изменении коэффициента усиления.Усилитель может быть выполнен и ввиде монолитной интегральной схемы.Составитель Техред А. А Сапуно орректор Н. Швыдк Редактор В. Лаза 58 Тираж 732 НИИПИ Государственного комитпо делам изобретений н от 113035, Москва, Ж, Раушс каз 592 Подписноеета СССРкрытийкая наб д. 4/5 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,илиал 5 г)(17 Г)Формула изобретения Усилитель с управляемым коэффициентом усиления, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом усилителя, резистор обратной связи, включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, токозадающий резистор, включенный между инвертирующим входом операцион ного усилителя и шиной нулевого потенциала, Ю масштабных резисторов и две группы переключателей по И переключагелей в каждой, инвертирующий вход операционного усилителя через И мас штабных резисторов подключен к первым выводам переключателей обеих групп, вторые выводы переключателей первой группы объединены и подключены к шине нулевого потенциала, вторые выводы переключателей второй группы объединены,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности путем повышения входного сопротивления усилителя,неипвертируюший вход операционного усилителя является входом усилителя, а вторые выводы переключателей второй группы подключены к выходу операционногоу силит ел я,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе