RU1830182C - Преобразователь сопротивлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в микроэлектронике дл  получени  эквивалентных резисторов, в устройствах с электрической перестройкой параметров. Цель - расширение динамического диапазона. Устройство про вл ет на своем входе свойства активного (резистивного) сопротивлени , величина которого в широком динамическом диапазоне пр мо пропорциональна коэффициенту передачи масштабного преобразовател  напр жени  4, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител  (ОУ)1 и неинвертирующим входом блока вычитани , инвертирующий вход которого соединен с выходом ОУ1, при этом выход блока вычитани  соединен с входом масштабного преобразовател  напр жени . 1 и .

Description

СО

с

00

ы о

.«д

00

ND

СО

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в микроэлектронике дл  получени  эквивалентных резисторов с номиналами вне технологических ограничений, в устройствах с-электрической перестройкой параметров , в устройствах с цифровым управлением параметрами электрической цепи, в прецизионных кодоуправл емых эталонах сопротивлений и имитаторах сопротивлений различных первичных преобразователей , использующих в качестве выходной величины параметр электрической цепи - сопротивление.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона воспроизведени  сопротивлений .

На чертеже приведена схема устройства ..

Предлагаемый преобразователе сопротивлений содержит; операционный усилитель 1, эталонный резистор 2, блок вычитани  3 и масштабный преобразователь напр жени  4, причем первый вывод эталонного резистора 2 и первый вход операционного усилител  1 объединены и образу гот вход преобразовател  сопротивлений, выход операционного усилител  св зан с первым суммирующим входом блока вычитани  3, второй вычитающий вход которого св зан со вторым входом операционного усилител  и выходом масштабнрго преобразовател  напр жений, вход которого св зан с выходом блока вычитани .

Б ок вычитани  может быть выполнен на операционном усилителе 5 и прецизионных резисторах 6...9 одинакового сопротивлени . .

Масштабный преобразователь напр жени  4может быть выполнен аналогично блоку вычитани  3 и может содержать операционный усилитель 10 и масштабирующие резисторы 11, 12, 13, и 14. Использование первого или второго .входа масштабного преобразовател  позвол ет получить; отрицательный или положительный знак сопротивлени  входа устройства соответственно. Так использование второго входа дает положительную ьеличину входного сопротивлени , а.использование первого входа - отрицательную. 8 качестве масштабного преобразовател  напр жений 4 можно использовать стандартные схемы с цифроаналоговыми преобразовател ми.

Работает устройство следующим образом: внешн   цепь, будучи подключенной к входу преобразовател  сопротивлений, создает на этом входе потенциал U, величина которого зависит от свойств внешнего устройства . ...

Благодар  большому усилению операционного усилител  1 и действию глубокой отрицательной обратной св зи на его входах устанавливаютс  практически равные потенциалы, т.е. выходное напр жение Щ масштабного преобразовател  А установитс  практически равным входному:

10

U4 U.

(D

Если коэффициент передачи масштабного преобразовател  напр жений 4 установлен величиной М, то напр жение Da, действующее на его входе, а следовательно, и на выходе блока вычитани  3, установитс  равным

20

U3 U4/M U/M.

(2)

Коэффициент передачи по входам блока вычитани  устанавливают равными +1 и -1 соответственно, поэтому напр жение Ui на выходе операционного усилител , а следо- вательно, и на первом входе блока вычитани , можно определить из соотношени , определ емого свойствами блока вычитани  3 как:

U3 Ui-U4 Ui-U, (3)

откуда

Ui U3+U.(4)

Подставл   в 4 Кз из 2, получаем Ui U/M + U U(1/M+1). (5)

Входной ток (.протекает через эталонный резистор 2 величиной R под действием разности потенциалов, действующих на входе устройства и на выходе операционного усилител  1:

l(U-Ui)/R.(6)

Подставл   5 в 6, получаем

U.-U.-Q М + 1) U 1 т 1RR М l J

Входное сопротивление RBX устройства определитс  в соответствии с законом Ома делением входного напр жени  U на величину входного тока I, определ емого выражением 7:

RB (8)

Таким образом, входное сопротивление устройства пр мо пропорционально коэффициенту передачи М масштабного преобразовател  напр жений.

При использовании второго входа масштабного преобразовател  напр жени  4 в нем сигнал инвертируетс 1 (М 0) и входное сопротивление RBX устройства формируетс  положительным, а при использовании первого входа - отрицательным.

Все устройство выполнено на линейных элементах, поэтому величина входного сопротивлени  RBX полностью задаетс  эталонным резистором 2 и коэффициентом передачи М масштабного преобразовател  напр жени  4.

Динамический диапазон Rex устройства определ етс  диапазоном изменений коэффициента передачи М масштабного преобразовател  напр жени  4, который может быть выполнен в широких пределах: О ABS(M)00

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь сопротивлени , содержащий операционный усилитель, эталонный резистор, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилител , масштабный преобразователе напр жени , выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител , блока вычитани , первый вход которого соединен с выходом операционного усилител , а выход блока вычитани  - с входом масштабного преобразовател  напр жени , о т ли чающийс   тем. что, с целью расширени  динамического диапазона, первый вход блока вычитани   вл етс  неинвертирующим, а второй вход - инвертирующим и соединен с нейн- вертирующим входом операционного усилител , инвертирующий вход которого  вл етс  входом преобразовател  сопротивлени .