Преобразователь кода в сопротивление

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 7134 А 1) 4 Н 03 М 16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТ А ВТОРСКОМУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 1.ОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к иэмерительно-информационной технике ипредназначено для использования в качестве быстродействующего кодоуправляемого резистора в системах автоматизированного контроля параметровконтрольно-измерительной аппаратуры.Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователькода в сопротивление содержит входнойусилитель 1, инвертор 2, выполненныйв виде операционного усилителя 3 ии,2двух обраэцоных резисторов 4 и 5, учножающий цифроаналоговый преобразователь 6, выполненный в виде кодоуправляемой резистинной матрицы 7, операционного усилителя 8 и резистора 9 обратной связи, блок 10 регулирования тока, выполненный в виде днух операционных усилителей 11,12, полевого транзистора 13 и двух образцовых резисторов 14,15, токоограничивающий элемент, выполненный на образцовом резисторе 16, и первую 17 и вторую 18 выходные шины. Входной усилитель 1 выполнен в виде трех операционных усилителей 19-21 и двух образцовых резисторов 22 и 23, Положительный эффект достигается эа счет применения входного усилителя с высоким входным сопротивлением, гальванической развязки ныходных шин от общей шины преобразонателя и исключения взаимного влияния резисторов 15 и 16. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,зобретенпе относится к измерительно-информационной технике и предназначено для использования в качествебыстродействующего кодоуправляемогорезистора в системах автоматизированного контроля параметров контрольноизмерительной аппаратуры.11 ель изобретения - повышение точности преобразования, 1 ОПа чертеже представлена функциональная схема преобразователя кода всопротивление.Преобразователь кода в сопротивление содержит входной усилитель 1, 15инвертор 2, выполненный в виде операционного усилителя 3 и двух образцовых резисторов 4 и 5, умножающийцифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 6, выполненный в виде кодоуп"20равляемой резистивйой матрицы 7,операционного усилителя 8 и резистора 9 обратной связи, блок 1 О регулирования тока, выполненный в видедвух операционных усилителей 11 и 12, 25полевого транзистора 13 .и двух образцовых резисторов 14 и 15, токоограничивающий элемент, выполненный на образцовом резисторе 16, и первую 17и вторую 18 выходные шины. Входной 30усилитель 1 выполнен в виде трех операционных усилителей 19-21 и двух образцовых резисторов 22 и 23,Преобразователь работает следующим образом,Пусть напряжения на первой 17 ивторой 18 выходных шинах относительно шины нулевого потенциала соответственно равны П, и П . Тогда навыходе входного усилителя 1 напряжение равно П = -К (Б, - Ц ) + П , где40К - коэффициент усиления входногоусилителя 1, На дополнительном выходе входного усилителя 1 напряжениер авно П которое для последующих кас 45кадов является потенциалом общей шины. С помощью инвертора напряжениеЕпреобразуется к видуПс КиКвх (Пхгде К= К,-/К - коэффициент переда 50чи инвертора 2 наоперационном усилителе 3;К , К- сопротивления образцовых резисторов 5и 4 соответственно.55При условии К= 1 Б,= К х(П, - П),значение П, получено относительнопотс нциагт общей шины. С выхода инвертора 2 напряжениеБ поступает на аналоговый вход умножающего ПАП 6, а именно на входопорного напряжения кодоуправ-,ляемой резистивной матрицы 7, выходной ток которой, изменяющийся подвоздействием преобразуемого кода Хехфпреобразуется в выходное напряжениеЦАП.6 с помощью операционного усилителя 8, охваченного обратной связьючерез резистор 9, Напряжение навыходе ЦАП 6 Равно Б= Квх("х Пг) 11 вкпри условии, что сопротивление резистора 9 обратной связи равно сопротивлению базового резистора кодоуправляемой резистивной матрицы 7.Напряжение Б ,пропорциональноезначению преобразуемого кода И ,поступает на вход блока 10 регулирования тока, предназначенного для обес.печения изменения тока через образцовый резистор 16 пропорционально значе-нию преобразуемого кода, Изменениепротекающего через резистор 16 тока1 обеспечивается путем регулироваыния сопротивления канала полевоготр ан эи ст ор а 13 выходным напр яжени емоперационного усилителя 11Величинатока 1, находится из выражениягде К,д - коэффициент передачи блока 10;К,в - сопротивление образцового резистора 16,Поскольку ток 1 протекает и черезвыходные шины преобразователя кодав сопротивление, то можно записатьвыражение для эквивалентного сопротив-эБления Кэквв виде КэквК16КвхКо 11 вхТаким образом, эквивалентное сопротивление предложенного преобразо"1вателя обратно пропорционально значению преобразуемого кода, а коэффициент пропорциональности зависит откоэффициентов передачи входного усилителя 1 и блока 1 О регулированиятока.Определим значение коэффициентапередачи К, блока 10. Примем напряжение на втором выходе блока 1 О относительно общей шины равным Б . Тогдаток через образцовый резистор 15 равен 1, = Б/К,поскольку на операционном усилителе 12 выполнен повторитель напряжения и его выходное на 5 157 пряжение равно 1 Б . Ток через образцо- ВЫЙ РЕЗИСтор 14 раВЕН 114= 1 б /К 14 иф В СИЛУ раВенСтВа 1 = 11 в поЛучИм К 10= 1/Бв= -К 1/К 14. ПОскОльку потенциал общей шины относительно шинынулевого потенциала равен потенциалу Б второй выходной шины 18, тоК 1 д К 1 в. = . --- 1 (11 - . )- - 116 16 К 14 вх 1 2 К въ 1 ОНаличие в блоке 10 регулирования тока обратной связи обеспечивает линеаризацию зависимости сопротивления , канала полевого транзистора 13 от 1величины управляющего напряжения на его затворе, а введение в контур обратной связи повторителя напряжения с высоким входныи сопротивлением позволяет независимо выбирать значения сопротивлений резисторов 15 и 16.20 Поскольку способствует повышению точности преобразования и увеличению диапазона изменения К .Коэффициент передачи входного усилителя 1 определяется коэффициентом усиления каскада на операционном усилителе 20 и равен Квх= В, /К, гдеК 2 х и К 23- сопротввление Образцовых резисторов 22 и 23 соответственно. Повторители напряжения на операционных усилителях 19 и 21, обладая Высо ким входным сбпротивлением, исключают влияние входного сопротивления усилителя 1 на величину К что споэ квф 5 собствует повышению точности преобразования кода в сопротивление,Кроме того, наличие дополнительного выхода, которым является выход операционного усилителя 21, исключа ет влияние выходного тока второго выхода кодоуправляемой матрицы 7 на величину Кв, что уменьшает погрешность преобразования, зависящую от величины преобразуемого кода, 45Формула изобретен ия1, Преобразователь кода в сопротивление, содержащий токоограничивающий .элемент, выполненный в виде первого образцрвого резистора, блок регулирования тока, выполненный в виде первого операционного усилителя, полевого транзистора, второго итретьего образцовых резисторов, первые выводы которых объединены иподключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя,Зч6выход которого подключен к затворуполевого транзистора, сток которогоявляется первой выходной шиной, а исток соединен с первым выводом первого образцового резистора, второй вывод которого является второй выходной шиной, входной усилитель, первыйи второй входы которого подключенысоответственно к первой и второй выходным шинам, и умножающий цифроаналоговый преобразователь, выполненный в виде кодоуправляемой резистивной матрицы, второго операционногоусилителя и резистора обратной связи,включенного между выходом и инвертирующим входом второго операционногоусилителя, входы управления кодоуправляемой резистивной матрицы являются входной шиной преобразуемогокода, а первый и второй выходы соединены соответственно с инвертирующими неинвертирующим входами второгооперационного усилителя, выход которого соединен с вторым выводом второго образцового резистора, неинвертирующий вход первого операционногоусилителя подключен к второму выходукодоуправляемой резистивной матрицы,о т л и ч а ю щ и й е я тем, что, сцелью повышения точности преобразования, в него введен инвертор, выполненный в виде третьего операционногоусилителя, четвертого и пятого образцовых резисторов, а в блок регулирования тока введен четвертый опера"ционный усилитель, при этом второйвывод третьего образцового резистораобъединен с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя иподключен к выходу четвертого операционного усилителя, неинвертирующийвход которого соединен с истоком полевого транзистора, выход третьегооперационного усилителя соединен свходом опорного напряжения кодоуправляемой резистивной матрицы и черезпятый образцовый резистор подключен1к своему инвертирующему входу, выходвходного усилителя через четвертыйобразцовый резистор соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий входкоторого объединен с одноименным входом первого операционного усилителяи подключен к дополнительному выходувходного усилителя,2, Преобразователь по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что входной1517134 Составитель Н,КапитановТехред Л,Олийнык Корректор В,Кабаций Редактор И.Шмакова Заказ 6400/56 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ЖР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 усилитель выполнен в виде трех операционных усилителей и двух образцовых резисторов, неинвертирукицие входы первого и второго операционных усили 5 телей являются соответственно первым и вторым входами входного усилителя, выход второго операционного усилителя соединен со своим инвертирующим входом, с неинвертирующим входом тре тьего операционного усилителя и является дополнительным выходом входного усилителя, выход первого операционного усилителя соединен со своиминвертирующим входом и через перрыйобразцовый резистор подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, выход которого через второй образцовый резистор соединен с интвертирующим входом и является выходом входного усилителя.