Управляемый масштабный преобразователь

 

Управляемый масштабный преобразователь относится к электронике и может быть использован в широкополосных цепях автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения экспоненциальной функции управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя. Управляемый масштабный преобразователь содержит элемент преобразования входного переменного напряжения в ток, первый и второй токозадающие элементы, источник постоянного опорного напряжения, элемент преобразования выходного переменного тока в напряжение, цепь компенсации постоянной составляющей выходного сигнала , управляемый делитель переменного тока, состоящий из дифференциально включенной пары согласованных биполярных транзисторов. Введение элемента положительной обратной связи, сумматора токов, делителя постоянного опорного напряжения позволяет повысить точность воспроизведения экспоненциальной функции управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя. 1 ил. у Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 03 G 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790183/09 (22) 07.02.90 (46) 07.08.92. Бюл, М 29 (71) Киевский политехнический институт им.

50-ле1 ия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. В. Бухалов и И. Е. Мозговой (56) Фисенко В. М. Усилители постоянного тока с управляемым коэффициентом передачи. — M. Энергия, 1975, с. 64, рис. 66; (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЬ (57) Управляемый масштабный преобразователь относится к электронике и может быть использован в широкополосных цепях автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения экспоненциальной функции управления коэффициентом передачи

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в широкополосных цепях автоматического регулирования, например, электроиэмерительных приборов, где известная функция управления коэффициентом масштабного преобразования переменного напряжения позволяет получить информацию об управляемом сигнале.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения экспоненциальной функции управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя.

„„5U 1753585 А1 масштабного преобразователя. Управляемый масштабный преобразователь содержит элемент преобразования входного переменного напряжения в ток, первый и второй токозадающие элементы, источник постоянного опорного напряжения, элемент преобразования выходного переменного тока в напряженйе, цейь компенсации постоянной составляющей выходного сигнала, управляемый делитель переменного тока, состоящий из дифференциально включенной пары согласованных биполярных транзисторов. Введение элемента положительной обратной связи, сумматора токов, делителя постоянного опорного напряжения позволяет повысить точность воспроизведения экспоненциальной функции управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя. 1 ил.

На чертеже изображена схема функциональная электрическая управляемого масштабного преобразователя.

Управляемый масштабный преобразователь содержит элемент 1 преобразования входного переменного напряжения в ток, состоящий иэ конденсатора 2 и резистора 3, сумматор 4 токов, состоящий из nepsoro операционного усилителя 5, элемента 6 отрицательной обратной связи и пятого трэнзистора 7, управляемый делитель 8 переменного тока, состоящий из третьего транзистора 9 и четвертого транзистора 10, и реобраэователь 11 выходного переменного тока в напряжение, состоящий иэ второго

1753585

20

40

55 операционного усилителя 12 и резистор в цепи отрицательной обратной связи, являющийся элементом 13 преобразования выходного переменного тока в напряжение, элемент 14 положительной обратной связи, источник 15 постоянного опорного напряжения, первый токозадающий элемент 16, делитель 17 постоянного опорного напряжения, состоящий из резисторов 18 и 19, второй токозадающий элемент 20, цепь 21 компенсации постоянной составляющей выходного сигнала, состоящую из первого транзистора 22 и второго транзистора 23, при этом первый 22 и второй 23 транзисторы имеют структуру, противоположную третьему 9, четвертом) 10 и пятому 7 транзисторам, вход элемента 1 преобразования входного переменного напряжения в ток подключен к последовательно соединенным конденсатору 2 и резистору 3, свободный вывод которого является выходом элемента 1 преобразования входного переменного напряжения в ток; и соединен с входом 24 сумматора 4 токов, являющийся объединенными первым выводом элемента

6 отрицательной обратной связи и инвертирующим входом первого операционного усилителя 5, неинвертирующий вход которого подключен к входу 25 сумматора 4 токов, и выход соединен с базой пятого транзистора 7, эмиттер которого объединен с входом 26 сумматора 4.токов и свободным выводом элемента 6 отрицательной обратной связи, а коллектор является выходом сумматора 4 токов и подключен к входу управляемого делителя 8 переменного тока, являющийся объединенными эмиттерами дифференциально включенных третьего 9 и четвертого 10 транзисторов, обьединенные база и коллектор четвертого транзистора 10 соединены с общей шиной, База и коллектор третьего транзистора

9 подключены соответственно к цепи управляющего постоянного напряжения и выходу управляемого делителя 8 переменного тока, соединенного с входом преобразователя 11 выходного переменного токав напряжение, являющегося объединенными первым выводом элемента 13 преобразования выходного переменного тока в напряжение и инвертирующим входом второго операционного усилителя 12, неинвертирующий вход которого подключен к цепи управляющего постоянного напряжения, а выход объединен со свободным выводом элемента 13 преобразования выходного переменного тока в напряжение, являющегося выходом преобразователя 11 выходного переменного тока в напряжение, который соединен с первым выводом элемента 14 положительной обратной связи, свободный вывод которого соединен с входом 25 сумматора 4 токов и с выходом делителя 17 постоянного опорного напряжения, подключенного к объединенным выводам резисторов 18 и 19, свободный вывод резистора 19 соединен с общей шиной, а резистора 18 с входом делителя 17 постоянного опорного напряжения, соединенного с отрицательной цепью источника 15 постоянного опорного напряжения, которая через второй токозаааюший элемент 20 подключена кьыоду 26 сумматора 4 токов, а положительная цепь источника

15 постоянного опорного напряжения через первый токозадающий элемент 16 подключена к входу цепи 21 компенсации постоянной составляющей выходного сигнала, являющейся обьединенными эмиттерами дифференциально включе щнх первого 22 и второго 23 транзисторов, база первого транзистора 22 соединена с цепью управляющего постоянного напряжения, а коллектор объединен с общей шиной и базой второго транзистора 23, коллектор которого является выходом цепи 21 компенсации постоянной составляющей выходного сигнала и подключен к входу преобразователя 11 выходного переменного тока в напряжение.

Управляемый масштабный преобразователь работает следующим образом.

Входное переменное напряжение U» преобразуется в ток i» элементом 1 преобразования входного переменного напряжения в ток и поступает через вход 24 сумматора 4 токов на инвертирующий вход первого операционного усилителя 5, с выхода которого переменный ток поступает на базу пятого транзистора 7. Переменное напряжение на эмиттере пятого транзистора 7 суммируется с постоянным током, образованным вторым токазадающим элементом

20, поступающим через вход 26 сумматора

4 токов, и подается через элемент 6 отрица- тельной обратной связи на инвертирующий вход первого операционного усилителя 5, а переменный ток коллектора пятого транзистора 7 с выхода сумматора 4 токов поступает на объединенные эмиттеры дифференциально включенной пары согласованных биполярных третьего 9 и четвертого 10 транзисторов, образующих входную цепь управляемого делителя 8 переменного тока.

Перераспределеясь, часть тока замыкается через коллектор четвертого транзистора 10 на общую шину, другая часть тока, управляемая постоянным управляющим напряжением Оу, являясь выходным током управляемого делителя 8 переменного тока, с коллектора третьего транзистора 9 поступа1753585 коэффициент делегде

30

40

50

R

Выходное переменное напряжение второго операционного усилителя 12 является выходным напряжением преобразователя

11 выходного переменного тока в напряже- 20 ние, которое через элемент 14 положительной обратной связи суммируется с выходным постоянным напряжением делителя 17 постоянного опорного напряжения и поступает, через вход 25 сумматора 4 токов, на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 5, образуя 100 -ную положительную обратную связь. Кроме того, постоянное положительное напряжение от источника 15 постоянного опорного напряжения поступает на вход первого токозадающего элемента 16, выходной ток которого поступает на объединенные эмиттеры дифференциально включенной пары согласованных" первого 22 и второго 23 биполярных транзисторов цепи 21 компенсации постоянной составляющей выходного сигнала. Поддействием постоянного управляющего напряжения, поступающего на базу первого транзистора 22, выходной ток перераспределяется и с коллектора второго транзистора 23 поступает на инвертирующий вход второго операционного усилителя

12, преобразователя 11 выходного пере. менного тока в напряжение, который обеспечивает вычитание из выходного сигнала постоянную составляющую управляющего сигнала, Зависимость коэффициента передачи по напряжению К4 от управляющего напряжения Uy управляемого масштабного преобразователя без учета положительной обратной связи, при условии йз = Rs описывается выражением ния управляемого делителя 8 переменного тока;

p > — температурный потенциал р-и перехода.

С учетом положипльной обратной связи Pg

И ИЗВЕСтНОй фарМуЛЫ Куос - К4/(1-К4 proc) получим выражение коэффициента передачи управляемого масштабного преобразователя в целом в1з 1

Кго 1+ ехР Uy Рт — 4 Я1з Иго

Если выбрать значение р14 из условия

$14 = R20/R13, тополучим

Кип = (В1зИго)ехр (-Uy/ у т), или в случае стопроцентной положительной обратной связи, т.е.

В1з = R20; $14 = 1; Кмо = ехр (-Uy/ p T).

Таким образом, управляемый масштабный преобразователь обеспечивает высокую точность воспроизведения экспоненциальной функции управления кОэффициентом передачи масштабного преобразователя и может быть использован в широкополосных цепях автоматического регулирования.

Формула изобретения

Управляемый масштабный преобразователь, содержащий элемент преобразова- . ния входного переменного напряжения в ток, выполненный на последовательно соединенных конденсаторе и резисторе,:первый и второй токозадающие элементы, источник постоянного опорного напряжения, шина положительного напряжения которого соединена с первым выводом первого токозадающего элемента, элемент преобразования выходного переменного тока в напряжение, цепь компенсации постоянной составляющей выходного сигнала, выполненную на дифференциально включенных первом и втором согласованных биполярных транзисторах, управляемый делитель переменного тока, выполненный на дифференциально включенных третьем и четвертом согласованных биполярных транзисторах, соединенные эмиттеры которых являются входом управляемого делителя переменного тока, при этом базы первого и третьего транзисторов соединены и являются входом для подачи управляющего постоянного напряжения, базы второго и четвертого транзисторов соединены с общей шиной, а коллекторы второго и третьего транзисторов — между собой, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности воспроизведения экспоненциальной функции управления коэф1753585

Составитель И.Мозговой

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В;Петраш

Редактор М.бланар

Заказ 2774 . Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фициентом передачи масштабного преобразователя. введены делитель постоянного опорного напряжения, сумматор токов, эле.мент положительной обратной связи. при этом сумматор токов выполнен на первом операционном усилителе, пятом транзисторе, имеющем структуру третьего и четвертого транзисторов, резисторе отрицательной обратной связи, включенном между эмиттером пятого транзистора и инвертирующим входом nepsoro операционного усилителя, причем неинвертирующий и инвертирующий входы первого операционного усилителя и эмиттер пятого транзистора являются соответственно первым-третьим входами сумматора токов, выходом которого является коллектор пятого транзистора. соединенный с входом управляемого делителя переменного тока, третий вход сумматора токов через второй токозадающий элемент подключен к вине отрицательного напряжения источника постоянного опорного напряжения, второй вход сумматора токов соединен с выходом элемента преобразования входного переменного напряжения в ток, а первый вход — с отводом делителя постоянного опорного напряжения и через элемент положительной обратной связи — с выходом элемента преобразования выход5 ного переменного тока в напряжение. выполненного на втором операционном усилителе и резисторе в цепи отрицательной обратной связи, выход второго операционного усилителя является выходом

10 элемента преобразования выходного переменного тока в напряжение, входами которого являются неинвертирующий и инвертирующий входы второго операционного усилителя, подключенные соответст15 венно к соединенным базам первого с третьим транзисторов и к соединенным коллекторам второго с третьим транзисторов, при этом база четвертого транзистора соединена с его коллектором, коллектор перво20 готранзистора-собщейшиной,аструктура первого и второго транзисторов противоположна структуре третьего и четвертого транзисторов, причем второй вывод nepeoro токоэадающего элемента подключен к эмит25 терам первого и второго транзисторов.