Ограничитель напряжения

 

ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий операционньй усилитель, выход которого через диод подключен . к выходу ограничителя, последовательно соединенные ограничивающий резистор и резистор нагрузки, включенные между входом ограничителя и шиной нулевого потенциала и соединенные общим выводом с выходом ограничителя , подключенным через первый масштабный резистор к-инвертирующему входу операционного усилителя, второй масштабный резистор, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и источник опорного напряжения, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности ограничения, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а второй (Л вывод второго масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала. со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ 119039 MD, 6 06 G 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604343/18-24 (22) 10.06,83 (46) 15.10.84 Бюл. Ф 38 (72) Л.И.Волгин (71) Ульяновский политехнический институт (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 826365, кл. G 06,G 7/25, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

N 913405, кл. G 06 G 7/25, 1980.

Авторское свидетельство СССР .9- 640317, кл . О 06 б 7/25, 1974 (прототип). (54) (57) ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий операционный усилитель, выход которого через диод подключен к выходу ограничителя, последовательно соединенные ограничивающий резистор и резистор нагрузки, включенные между входом ограничителя и шиной нулевого потенциала и соединенные общим выводом с выходом ограничителя, подключенным через первый масштабный резистор к инвертирующему входу операционного усилителя, второй масштабный резистор, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и источник опорного напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности ограничения, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а второй вывод второго масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала, (й1 R2) (1+31) вьш R,+R+R +Ro(R„+R )/ где Р1и R2

"о

U о

О н

1 1119

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и радиотехнике.

Известны ограничители напряжения с регулируемым уровнем ограничения, 5 в которых для повышения точности уровня ограничения вводится второй усилитель 1 ) и (2).

Недостатком данных ограничите" лей является повышенные аппаратурные затраты (для их реализации необходимы два усилителя).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является ограничитель с регулируемым уровнем ограничения, построенный. на одном усилителе, в котором для повышения точности работы канала фиксации уровня ограничения усилитель через нелинейный элемент (диод) подключен к нагрузке, а вход усилителя подключен соответственно через первый и второй резисторы к источнику опорного напряжения и нагрузке13 3.

Недостатком известного устройства является наличие аддитивной погрешности при его работе в режиме передачи сигнала из-за прямого прохождения сигнала от источника опорного напряжения через первый и второй ре30 зистор на выход.

Цель изобретения — повышение точюсти ограничения.

Поставленная цель достигается гем, что в ограничителе напряжения, одержащем операционный усилитель, З5 выход которого через диод подключен к выходу ограничителя, последовательно соединенные ограничивающий резистор и резистор нагрузки, включенные между входом ограничителя и шиной нулевого потенциала и соединенные общим выводом с выходом ограничите ля, подключенным через первый масш табный резистор к инвертирующему входу операционного усилителя, вто- 45 рой масштабный резистор, первый вы. вод которого соединен с инвертирующим: входом операционного усилителя, и источник опорного напряжения, выход которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а второй вывод второго масштабного резистора соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже иэображенафункциональ- 55 ная схема ограничителя напряжения.

Ограничитель напряжения содержит операционный усилитель 1, 039 2 резистор 2 нагрузки, источник 3 опорного напряжения, ограничивающий резистор 4, первый масштабный резистор 5, второй масштабный резистор 6, диод 7, подключенный к выходу операционного усилителя 1, неинвертирующий вход которого соединен с источником 3 опорного напряжения, а инвертирующий вход подключен к общему вы-. воду масштабных резисторов 5 и 6, включенных между выходом ограничителя напряжения и шиной нулевого потенциала. Параллельно масштабнь1м резисторам 5 и 6 включен резистор 2 нагрузки.

Ограничитель работает следующим образом.

Входной сигнал v подается на делитель напряжения канала прямой передачи, состоящий из последовательно соединенных ограничивающего резистора 4 и резистора 2 нагрузки.

Канал фиксации уровня ограничения со-держит источник 3 опорного напряжения, присоединенный к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, делитель напряжения, присоединенный параллельно резистору 2 нагрузки и состоящий из последовательно соединенных масштабных резисторов 5 и 6, общий вывод которых присоединен к инвертирующему.входу операционного усилителя 1, и диод 7, включенный между выходом операционного усилителя 1 и общим выводом ограничивающего резистора 4 ..и резистора 2 нагрузки.

При работе ограничителя в режиме передачи сигнала диод 7 закрыт.

При этом цепь отрицательной обратной связи усилителя i разомкнута и. он находится в насыщении. Выходное напряжение ограничителя при,пренебрежимо малом влиянии входного и выходного сопротивлений усилителя определяется выражением: сопротивления резисторов б и 5 соответственно; сопротивление ограничивающего резистора 4, входное, напряжение; напряжение насыщения усилителя 1; обратное сопротивление диода 7;

119039 где

0 =1i — (1+ )+

Составитель С. Белан

Редактор Н.Воловик ТехредЖ.Кастелевич Корректор 0.луговая

Заказ 7455/37 Тираж Ь98 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, з 1

= Й Ц /R u. — относительная погреша ОН а ность ограничителя, обусловленная сопротивлением диода 7.

Влияние погрешности т при до1 статочно большом обратном сопротивлении диода 7 пренебрежимо мало.

При достижении выходного сигнала заданного уровня ограничения диод 7 открывается. При этом выходное на" пряжение определяется выражением: м (б„+й )У +(+ „нй,+R2)y

Вьш R,(p„a,+г+г„)+1 М 1Ч,+г„р + у+ р„1

l где г — прямое сопротивление диоА да 7; — выходное сопротивление усилителя 1.

При достаточно большом коэффициенте усиления Ъ усилителя

" "а v

Э2 р ч о погрешность ограничителя напряжения при его работе в режиме фиксации уровня ограничения.

Как видим при выборе достаточно большого коэффициента усиления усилителя влияние погрешности пренебрежи10 мо мало.

Таким образом, погрешность ограничителя напряжения при его работе в . обоих режимах пренебрежимо мала и стремится к нулю при увеличении R> (при работе в режиме передачи сигнала) и коэффициента усиления k (при работе в режиме фиксации уровня ограничеяия).

В известном ограничителе при

R о погрешность у не устраняетА 1 ся. При этом аппаратурные затраты предлагаемого устройства и прототипа одинаковы.