MD817Z

MD817Z - Convertor de rezistenţă negativă

Info

Publication number: MD817Z
Application number: MDS20140022A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-04-30
Also published as: MD817Y

Abstract

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea cu precizie înaltă a rezistenţelor negative cu reglare în bandă largă de valori.Convertorul de rezistenţă negativă conţine un amplificator operaţional (5) cu două intrări şi o ieşire, conectat cu intrarea inversoare la masă, un rezistor fix (3), conectat cu un pol la ieşirea amplificatorului (5), un comutator (10), conectat cu contactul mobil la ieşirea amplificatorului (5), un rezistor variabil (7), conectat cu un pol la masă, un bloc (9) din n rezistoare, conectate cu câte un pol la contactele fixe ale comutatorului (10), iar cu ceilalţi poli împreună - la celălalt pol al rezistorului variabil (7), precum şi două cleme (2) şi (8), una conectată la celălalt pol al rezistorului fix (3), iar a doua - la masă. Convertorul mai conţine trei amplificatoare operaţionale (1), (4) şi (6), fiecare cu câte două intrări şi o ieşire. Amplificatoarele (1) şi (6) sunt conectate fiecare cu intrările inversoare la ieşirile sale, iar cu intrările neinversoare - respectiv, la clema (2) şi la celălalt pol al rezistorului variabil (7). Intrările inversoare şi neinversoare ale amplificatorului (4) sunt conectate, respectiv, la ieşirile amplificatoarelor (1) şi (6), iar ieşirea lui este conectată la intrarea neinversoare a amplificatorului (5).

Description

Invenţia se referă la domeniile tehnicii de măsurare şi radioelectronicii şi poate fi utilizată pentru reproducerea cu precizie înaltă a rezistenţelor negative cu reglare în bandă largă de valori.

Cea mai apropiată soluţie este convertorul de rezistenţă negativă, care conţine un amplificator operaţional cu un rezistor, conectat în reacţia negativă, un divizor rezistiv, conectat în reacţia pozitivă a amplificatorului operaţional şi format dintr-un bloc din n rezistoare şi un rezistor variabil, precum şi două cleme, conectate respectiv la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional şi la masă. Convertorul asigură reproducerea rezistenţelor negative într-o bandă largă de valori, valoarea lor fiind determinată de valorile rezistenţei rezistoarelor, conectate în reacţiile inverse ale amplificatorului operaţional [1].

Dezavantajul acestui convertor constă în eroarea considerabilă a rezistenţei reproduse, cauzată de deficienţele amplificatorului operaţional, astfel ca factorul de amplificare limitat şi rezistenţa de mod comun limitată a intrărilor.

Problema pe care o soluţionează invenţia este majorarea preciziei convertorului.

Convertorul de rezistenţă negativă, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că conţine un amplificator operaţional cu două intrări şi o ieşire, conectat cu intrarea inversoare la masă, un rezistor fix, conectat cu un pol la ieşirea amplificatorului, un comutator, conectat cu contactul mobil la ieşirea amplificatorului, un rezistor variabil, conectat cu un pol la masă, un bloc din n rezistoare, conectate cu câte un pol la contactele fixe ale comutatorului, iar cu ceilalţi poli împreună - la celălalt pol al rezistorului variabil, precum şi două cleme, una fiind conectată la celălalt pol al rezistorului fix, iar a doua - la masă. Convertorul mai conţine trei amplificatoare operaţionale, fiecare cu câte două intrări şi o ieşire. Două dintre amplificatoare sunt conectate fiecare cu intrările inversoare la ieşirile sale, iar cu intrările neinversoare - respectiv, la cea de-a doua clemă şi la celălalt pol al rezistorului variabil. Intrările inversoare şi neinversoare ale celuilalt amplificator sunt conectate, respectiv, la ieşirile celor două amplificatoare, iar ieşirea lui este conectată la intrarea neinversoare a primului amplificator.

Rezultatul invenţiei constă în precizia înaltă a convertorului cu reglare brută şi lină a rezistenţei reproduse în bandă largă de valori.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă schema convertorului de rezistenţă negativă.

Convertorul conţine amplificatorul operaţional 1, conectat cu intrarea neinversoare la clema 2 şi la un pol al rezistorului 3 cu valoarea rezistenţei R1, iar cu intrarea inversoare - la ieşirea sa şi la intrarea inversoare a amplificatorului operaţional 4. Amplificatorul operaţional 5 este conectat cu intrările neinversoare şi inversoare, respectiv, la ieşirea amplificatorului 4 şi la masă. Amplificatorul operaţional 6 este conectat cu ieşirea la intrarea neinversoare a amplificatorului 4 şi la intrarea inversoare a sa, iar cu intrarea neinversoare - la un pol al rezistorului variabil 7, celălalt pol al căruia este conectat la masă. Clema 8 este conectată la masă. Blocul 9 este format din n rezistoare, conectate cu câte un pol împreună la intrarea neinversoare a amplificatorului 6, iar cu ceilalţi poli - respectiv, la câte un contact fix al comutatorului 10, contactul mobil al căruia este conectat la ieşirea amplificatorului 5 şi la celălalt pol al rezistorului 3.

Convertorul funcţionează în modul următor.

Amplificatoarele operaţionale 1 şi 6 sunt conectate în calitate de tampoane cu factor de amplificare unitar şi cu impedanţă mare de intrare, ceea ce asigură lipsa influenţei rezistenţelor de intrare ale acestor amplificatoare asupra impedanţei reproduse de convertor la clemele 2 şi 8 şi asupra factorului de transfer al divizorului, format din rezistoarele 9 şi 7. Amplificatorul 5, conectat în cascadă cu amplificatorul 4, asigură un factor de amplificare sumar mare, egal cu produsul factorilor de amplificare ai acestor amplificatoare, ceea ce micşorează considerabil eroarea impedanţei reproduse, cauzată de valoarea limitată a factorului de amplificare al amplificatorului. Conform MD 649 Z 2014.01.31, convertorul reproduce la clemele de intrare 2 şi 8 o rezistenţă negativă cu valoarea:

Ri = - R1·R3 ⁄ R2.i ,

unde R2.i reprezintă rezistenţa rezistorului din blocul 9, conectat în circuit de comutatorul 10. Comutatorul 10 asigură conectarea în circuitul divizorului format din rezistoarele 9 şi 7 a diferitelor rezistoare R2.i , ceea ce asigură variaţia în trepte a factorului de transfer şi, ca urmare, după cum rezultă din relaţia de mai sus - reglarea în trepte a rezistenţei Ri, reproduse de convertor. Variaţia lină a rezistorului R3 rezultă în reglarea lină a rezistenţei reproduse Ri în banda de valori selectată de comutatorul 10.

Ca exemplu de implementare poate servi cazul, în care rezistorul variabil R3 posedă banda de reglare a rezistenţei R3 = (0…106) Ω, rezistorul R1 =106 Ω şi blocul 9 este format din cinci rezistoare cu valorile rezistenţei R2 = (103; 104; 105, 106, 107) Ω. Conform relaţiei menţionate banda de reglare a rezistenţei reproduse de convertor va constitui respectiv: Ri1 = -(0…109) Ω, Ri2 = -(0…108) Ω, Ri3 = -(0…107) Ω, Ri4 = -(0…106) Ω, Ri5 = -(0…105) Ω. Schimbarea brută a benzii de reglare se execută cu comutatorul 10, iar reglarea lină în interiorul benzii are loc prin variaţia rezistorului R3.

1. MD 649 Z 2014.01.31

Claims

Convertor de rezistenţă negativă, care conţine un amplificator operaţional (5) cu două intrări şi o ieşire, conectat cu intrarea inversoare la masă; un rezistor fix (3), conectat cu un pol la ieşirea amplificatorului (5); un comutator (10), conectat cu contactul mobil la ieşirea amplificatorului (5); un rezistor variabil (7), conectat cu un pol la masă; un bloc (9) din n rezistoare, conectate cu câte un pol la contactele fixe ale comutatorului (10), iar cu ceilalţi poli împreună - la celălalt pol al rezistorului variabil (7); două cleme (2) şi (8), una fiind conectată la celălalt pol al rezistorului fix (3), iar a doua - la masă, caracterizat prin aceea că mai conţine trei amplificatoare operaţionale (1), (4) şi (6), fiecare cu câte două intrări şi o ieşire; amplificatoarele (1) şi (6) sunt conectate fiecare cu intrările inversoare la ieşirile sale, iar cu intrările neinversoare - respectiv, la clema (2) şi la celălalt pol al rezistorului variabil (7); intrările inversoare şi neinversoare ale amplificatorului (4) sunt conectate, respectiv, la ieşirile amplificatoarelor (1) şi (6), iar ieşirea lui este conectată la intrarea neinversoare a amplificatorului (5).