Преобразователь ток-напряжение

О П И С А Н И Е ои 829482ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциапнстическмнРеспубликаф делам изобретений и открытий(54 БРАЗОВАТЕЛЬ ТОК-НАП ИЕ вателя компенсирующего сиг ала, исторатройа второи выв подключен к ства и входу напряжения. К кения нелинейн од образцового ртоковому выходу ог повторителя выхо роме того, вывод ое го элемен стора каждо вывода образцов каскада через и тельный ключ О единенныи с выводом измериотенциала устройства, исло которых равно числунов преобразования, кажды"состоит из силового ключа выходом стельного каскады,чподдиапаз и из которыхсоединенн овым входокомпенсис т вател о вхо о и устроиств рующего с тора и не резискоторый азцо нала, онейного м образ- соединем вы жду перв стора и силово люче вывод о клю ого ре и форминия выход Изобретение относится к электр измерительной технике и может быт использовано в источникахнапряже ния и тока, в устроиствах для измере ния параметров электронных приборов.Наиболее близким техническим реше- нием,к изобретению является преобразователь ток-напряжение, содержащий . повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала устройства, измерительный повторитель напряжения,подключен к входу измерительногоповторителя напряжения 1,1.Недостатком известного преобразо"вателя является его сложность, обусловленная наличием измерительных ключей, требующих для себя управления,согласованного с управлением силовыми ключами.Целью изобретения является упрощение преобразователя путем исключенияизмерительных ключей,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе ток-напряжение,содержащем повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала преобраэо879482 1 О 15 20 25 30 35 40 45 5055 вателя, измерительный повторительнапряжения, выходом соединенный свыводом измерительного потенциалапреобразователя, и каскады, число которых равно числу поддиапазонов преобразования, каждый из которых состоит иэ силового ключа, соединенноговходом с токовым входом устройства,формирователя компенсирующего сигнала, образцового резистора и нелинейного элемента, который включенмежду первым выводом образцового резистора и выводом соединения выходовсилового ключа и формирователя ком,пенсирующего сигнала, а второй выводобразцового резистора первого каскадастаршего поддиапазона преобразования подключен к токовому выходу пре.образователяи входу повторителявыходного напряжения, второй выводобразцового резистора второго каскада первого младшего .поддиапазонапреобразования соединен с выводомсоединения первого вывода образцового резистора с нелинейным элементомпервого каскада старшего поддиапазона преобразованияи второй выводобразцового резистора каждого последующего каскада следующего младшегоподдиапаэона преобразования соединенс выводом соединения первого выводаобразцового резистора с нелинейнымэлементом, предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазонапреобразования, Вывод соединения.первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом последнегокаскада младшего поддиапазона преобразования соединен с входом измерительного повторителя напряжения, квыходу которого подсоединен входФормирователя компенсирующего сигнала последнего каскада младшего поддиапазона преобразования. В каждомиз остальных каскадов поддиапазоновпреобразования вход формирователякомпенсирующего сигнала соединен свыводом соединения первого выводаобразцового резистора с нелинейнымэлементом.На чертеже представлена структурная схема преобразователя ток-напряжения,Преобразователь ток-напряжениесодержит повторитель 1 выходного напряжения, измерительный повторитель2 напряжения, первый каскад 3 старшего поддиапазона преобразования,второй каскад 4 первого младшего 4поддиапаэона преобразования последний каскад 5 .младшего подциапазона преобразования. Каскады 3, 4 и 5 состоят из формирователя 6 компенсирующего сигнала и последовательно соединенных силового ключа 7, нелинейного элемента 8 и образцового резистора 9Входы ключей 7 каскадов 3, 4 и 5 соединены между собой и подключены к токовому входу 10 устройства, а выходы соответственно в каждом каскаде 3, 4, 5 соединены с выходами Формирователей 6 компенсирующегосигнала и через нелинейные элементы 8 - с первыми выводами резисторов9. Второй вывод резистора 9 первогокаскада 3 старшего поддиапазона преобразования подключен к токовомувыходу 11 устройства и входу повто-.рителя, выход которого соединен свыводом 12 выходного потенциала. Второй вывод резистора 9 второго каскада 4 первого младшего поддиапазонапреобразования соединен с выводомсоединения первого вывода резистора,9 с нелинейным элементом 8 первогокаскада 3 старшего поддиапазонапреобразования. Аналогично, второйвывод резистора 9 каждого последующего каскада следующего младшего поддиапазона преобразования соединен свыводом соединения первого выводарезистора 9 с нелинейным элементом8 предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразования. Вывод соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом8 последнего каскада 5 младшего поддиапазона преобразования соединенс входом повторителя 2, выход которого соединен с выводом 13 измеритель.ного потенциала и со входом Формирователя 6 последнего каскада 5. Вовсех предыдущих каскадах 3 и 4 вход формирователя 6 соединен с выводомсоединения первого вывода резистора9 с нелинейным элементом 8. Формирователь компенсирующего сигнала 6 выполнен на усилителе 14 с резистором 15 в цепи отрицательной обратной связи, который работает в качестве повторителя напряжения с ограничением выходного тока.Нелинейный элемент 8 выполнен на двух диодах 16 и 17, включенных параллельно и встречно друг другУПреобразователь ток-напряжение работает следующим образом.В каскаде 3 выбранного поддиапазона открыт ключ 7, а в каскадах 4 и 5неныбранных поддиапазонов ключи 7 закрыты. Электрический ток, поступаю. щий на токовый вход 10, через открытый ключ 7, нелинейный элемент 8 и резистор 9 каскада 3 выбранного поддиапазона проходит на токовый выход 11. Электрический потенциал, образующийся на выходе 11, повторяется повторителем 1 и поступает на вывод выходного потенциала 12. Формирователь 6 каскада 3 выбранного поддиапазона преобразования тока работает в режиме перегрузки и потенциал на выводе соединения первого вывода резистора 9с нелинейным элементом 8 каскада 3 не зависит от значения компенсирующего сигнала. Потенциал, образующийся на выводе соединения первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 каскада 3 через резисторы 9 каскадов 4 и 5 и повторитель 2 поступает на вывод измерительного потенциала 13 устройства и вход формирователя 6 каскада 5. В каскадах 4 и 5 невыбранных поддиапазонов формирователей 6 поддерживают на нелинейных элементах 8 разность потенциалов не более единиц МВ, определяемую нестабильность нулевого уровня повторителей напряжения с ограничением выходного тока, накоторых они выполнены, Ток, проходящей через нелинейные элементы 8 в цепь резисторов 9 и далее на токовый выход 11 устройства, че зависит от значений токов утечки ключей 7 каскадов 4 и 5 не- выбранных поддиапазонов, а определя- ется значением сопротивления нелинейного элемента 8, достигающего значений 10 - 10 О Ом и более в режиме малых разностей потенциалов, приложенных к его выводам. Таким образом, нижний предел диапазона преобразования ограничивается лишь током утечки через нелинейные элементы 8 каскадов 4 и 5 невыбранных поддиапазонов, который не превышает единиц нА при приложенной к нелинейным элементам разности потенциалов в несколько МВ, и входными токами следующих элементов: повторителя выходного потенциала 1, повторителя измерительного потенциала 2 и формирователей компенсирующего сигнала 6 каскадов 3 и 4, суммарная величина которых не превышает единиц нА. Разность потенциалов, образующаяся на резисторе 9 9482 6каскада 3 выбранного поддиапазона исоответствующая значению преобразуемого тока, снимается между выводамивыходного 12 и измерительного 13потенциалов устройства.При выборе других поддиапаэоновпреобразования устройства работаетаналогично с той лищь, разницей,что преобразуемый ток протекает 1 О как через образцовый резистор каскада выбранного поддиапазона, так ичерез образцовые резисторы каскадоввсех старших, по отношению к выбранному, подциапазонов преобразования.Предложенный преобразователь токнапряжение упрощен по сравнению сизвестным устройством, так как исключены измерительные ключи, требующиеуправления, согласованного с управлением силовыми ключами. При этомточность преобразования не ухудшается, так как утечки измерительных ключей и входные токи формирователейпо значениям соизмеримы, а число входов формирователей компенсирующегосигнала, подключенных в предлагаемомпреобразователе к образцовым резисторам, равно числу ключей, подключенных в известном преобразователе кобразцовым резисторам. Формула изобретенияПреобразователь ток-напряжение,содержащий повторитель выходного напряжения, выходом соединенный с выводом выходного потенциала преобразователя, измерительный повторитель напряжения, выходом соединенный с выводом измерительного потенциала преобразователя, и каскады, число 40которых равно чилу поддиапазонов преобразования, каждый из которых состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формирователя компенсирующего сигна-.ла, образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединения выходов силового ключа и формирователя компенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора первого каскада стаР- шего поддиапазона преобразования подключен к токовому выходу преобразователя и входу повторителя выходного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства, второй вывод образцового резистора второго каскада первого младшего15 каз 9711/14 Тираж 735 Подпис НИИПИ Патент",г.ужгород,ул.Проектная Филиал 7 879482 8с входом измерительного повторителя поддиапазона преобразования соединеннапряжения, к выходу которого подс выводом соединения первого выводафо ми ователя компенсоединен вход чрмирователя к образцового резистораигнала последнего каскада элементом первого каскад ра ста шего сирующего сигналавто ой младшего поддиапаэона прео .еобразования, поддиапазона преобразования, и второкаскадовпричем в каждом иэ остальных каск д вывод образцового резистора каждого пб ания входподдиапаэонов преобразования в последующего каскада следующего младформирователя компенсирующегосигнала шего поддиапаэона преобразования со- оя первоом сое нения первого соединен с выводом соединения вывода образцового резистора с нели о го вывода о разцонелинейным элементом. нейным элементом предыдущегокаскадапредшествующего старшего поддиапазона преобразования, при этом выводво вним ние при экспертизео выво а образцовогосоединен первого вывод1. Авторское свидетельство СССРнен кл. С 01 В 19/00 1977 (проти ). поддиапазона преобразования соединен