CS216317B1 - Zdroj referenčního napětí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení zdroje referenčního napětí s operačním zesilovačem s ochranou proti nežádoucí saturaci. Zdroj referenčního napětí je podle vynálezu určen zejména pro přesné stabilní zdroje referenčního napětí pro napájení citlivých obvodů, které musí praeovat spolehlivě v Širokém rozmezí teDlot, dále pro napájení čidel s vysokou citlivostí, např. pro přesné měření teploty, magnetického pole, osvětlení, tlaků, záření atd., kde přesnost měření je závislá na způsobu napájení a stálosti zdroje referenčního napětí.

Description

Vynález se týká zapojení zdroje referenčního napětí s operačním zesilovačem s ochranou proti nežádoucí saturaci.

Známá zapojení zdrojů referenčních napětí, řeěená s operačními zesilovači, nejsou chráněna proti nežádoucí změně výstupního napětí, popřípadě záporné nebo kladné saturaci, která vzniká vlivem vnějších rušivých signálů. Stávající zapojení zdrojů referenčních napětí s operačními zesilovači jsou řešena tak, že invertující vstup operačního zesilovače je připojen na střed děliče realizovaného referenční diodou a odporem, neinvertující vstup je připojen na střed odporového děliče, přičemž oba děliče jsou společně připojeny jedním vývodem na výstup zdroje referenčního napětí, který je současně výstupem operačního zesilovače, druhým vývodem jsou děliče připojeny na soolečnou svorku.

Napěíová stabilita stávajících referenčních zdrojů je závislá na teplotní stabilitě referenční diody a zatížitelnost zdroje referenčního napětí je určena pouze vlastnostmi operačního zesilovače.

Nevýhodou stávajících známých zapojení zdrojů pro kladnou polaritu referenčního napětí je, že při výskytu záporného rušivého signálu na vstupech operačního zesilovače se může na výstupu operačního zesilovače vytvořit nežádoucí záporné napětí, které se přes odporový dělič přenese na neinvertující vstup a přes operační zesilovač opět na výstup, kde se trvale udržuje záporné napětí i po odeznění rušivého signálu. Přitom záporné napětí se může udržovat dvěma mechanismy. Za prvé, rozpojením zpětné vazby, využívá-li se jako zdroje referenčního napětí diody v propustném směru. Za druhé, změnou referenčního napětí na zápornou hodnotu oři příchodu záporného poruchového impulsu, využije-li se jako zdroje referenčního napětí Zenerovy diody. Tato dioda poskytuje pro záporný impuls referenční napětí asi -0,7 V a výstupní napětí referenčního zdroje bude i po odeznění poruchy úměrné této hodnotě.

Požaduje-li se u referenčního zdroje záporná oolarita výstupního napětí, platí stejná úvaha pro kladný poruchový impuls, za předpokladu, že polarita napájecího napětí i referenční diody jsoti orientovány opačně.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení zdroje referenčního napětí s operačním zesilovačem s ochranou proti nežádoucí změně výstupního napětí, skládající se ze dvou děličů, na jejich středy jsou připojeny vstupy operačního zesilovače, jehož výstup je připojen přes vazební odpory na výstupní svorku; přitom operační zesilovač je zapojen tak, že na první svorku operačního zesilovače je připojen kladný pól a na osmou svorku záporný pól napájecího zdroje, přičemž -jedna výstupní svorka je za odpory připojenými na výstup operačního zesilovače a druhá výstupní svorka je připojena do bodu, který odpovídá středu napájecího napětí. Invertující vstup operačního zesilovače je připojen na střed prvního děliče realizovaného referenční diodouc, jejíž orientace je určena požadovanou polaritou výstupního napětí, a prvním odporem. Neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen na střed druhého děliče a třetím odporem, přičemž první a třetí odpor jsou spojeny a společně připojeny na střed napájecího napětí.

ί

Podstata vynálezu spočívá v tom, že referenční dioda, jejíž orientace se řídí požadovanou polaritou výstupního napětí, a druhý odpor jsou spojeny a společně připojeny na výstupní svorku, která je přes pátý odpor a Šestý odpor v sérii připojena na výstup operačního zesilovače, přičemž mezi výstupní svorku a první svorku nebo osmou svorku, podle polarity výstupního napětí, je připojen čtvrtý odpor. Ve středu děliče tvořeného pátým a šestým odporem a společnou svorkou je připojena dioda, jejiž orientace je určena požadovanou polaritou výstupního napětí.

Zapojení podle vynálezu je popsáno pomocí příkladu, znázorněného na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je zapojení pro kladné referenční napětí, zatímco na obr. 2 je zapojení pro záporné referenční napětí.

Na svorku 1 operačního zesilovače 07 je,připojen kladný pól a na svorku 8 záporný pól dvou souměrných napájecích zdrojů, jejichž společný střed je na svorce 7. Invertujíeí vstup

3. operačního zesilovače OZ je připojen na střeď děliče realizovaného referenční diodou UR a prvním odporem Rl, přičemž orientace diody UR je určena požadovanou polaritou výstupního napětí. Neinvertující vstup 4, operačního zesilovače OZ je připojen na střed druhého děliče, tvořeného druhým a třetím odporem R2, R3, přičemž první a třetí odpor Rl, R3 jsou spojeny a společně připojeny na střed napájecího napětí svorku 7_. Referenční dioda UR a druhý odpor R2 jsou snojeny a společně připojeny na výstupní svorku 2., která je přes pátý a šestý odpor « F5, R6, zapojených v sérii, připojena na výstup 5 operačního zesilovače OZ, přičemž mezi výstupní svorkou 2 a první svorkou 1, nebo osmou svorku 8, podle polarity výstupního napětí, je připojen čtvrtý odpor R4. Na svorku 6, která je mezi pátým odporem a šestým odporem R5,,

R6, a společnou svorku 7 je zapojena dioda D, která zaručuje omezení napětí v bodě 6, jejíž orientace je určena požadovanou polaritou výstupního napětí.

Po připojení napájecího zdroje na svorky 1, 8 zapojení podle vynálezu, vytvoří se na svorce 2, určité referenční naoětí U,. jehož hodnota je určena prvním, druhým, třetím odporem Rl, R2, R3 s referenční diodou UR. Napětí U na výstupní svorce 2 je určeno vztahem

V = UR (1 + R3/R2).

Zdroj' referenčního napětí v zapojení podle vynálezu se nemůže dostat do nežádoucí úrovně výstupního napětí, popř. do záporné saturace, protože záporné napětí, vytvořené vlivem rušivého signálu na svorce 6 na diodě D, je limitováno úbytkem napětí -UD, které je u křemíkových diod max. -0,7 V. Hodnoty čtvrtého a pátého odporu R4, R5 se určí tak, aby napětí U nemohlo za žádných podmínek klesnout do záporných hodnot. To znamená, že po odeznění rušivého signálu, který způsobí překlopení a tím i změnu napětí na svorce 6 na záporné napětf vůči společné svorce 7, se působením šestého i pátého odporu R6, R5 a diody D vrátí zpět na původní kladnou hodnotu U podle uvedeného vztahu.

Zdroj referenčního napětí podle vynálezu je určen zejména pro přesné stabilní zdroje referenčního napětí obou polarit pro napájení citlivých obvodů, které musí pracovat spoleh21631?

livě τ širokém rozmezí teplot, dále pro napájení čidel a vysokou citlivostí, např. pro přesné měření teploty, magnetického pole ffallovými sondami, osvětlení, tlaků, záření atd., kde přesnost měření je závislá na způsobu napájení a stálosti zdroje referenčního napětí.

Claims (1)

1. Zdroj referenčního napětí s operačním zesilovačem s ochranou proti nežádoucí změně výstupního napětí, skládající se ze dvou děličů, na jejichž středy jsou připojeny vstupy operačního zesilovače, jehož výstup je připojen přes vazební odpory na výstupní svorku, přitom na první svorku operačního zesilovače je připojen kladný pól a na osmou svorku záporný pól napájecího zdroje, přičemž jedna výstupní svorka je za odpory připojenými na výstupu operačního zesilovače a druhá výstupní svorka je připojena do bodu, který odpovídá středu napájecího napětí, zatímco invertující vstup operačního zesilovače je připojen na střed prvního děliče realizovaného referenční diodou, jejíž orientace je určena požadovanou polaritou výstupního napětí, a prvním odporem, neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen na střed druhého děliče tvořeného druhým a třetím odporem, přičemž první a třetí odfpor jsou spojeny a společně připojeny na střed napájecího napětí, vyznačený tím, že referenční dioda (UR) a druhý odpor (R2) jsou spojeny a společně připojeny na výstupní svorku (2), která je v sérii přes pátý a šestý odpor CR5, R6) připojena na výstup operačního zesilovače (OZ), přičemž podle požadované polarity výstupního napětí je mezi výstupní svorku (2) a první svorku Cl) nebo osmou svorku (8) připojen čtvrtý odpor (R4), zatímco na svorku (6), která je mezi šestým odporem a pátým odporem CR6, R5), a společnou svorku (7) je zapojena dioda fD), jejíž orientace je určena požadovanou polaritou, výstupního napětí.