RU1835085C - Источник опорного напр жени - Google Patents

Abstract

Область использовани : в качестве преобразовател  посто нного нестабильного напр жени  в посто нное стабильное напр жение . Сущность изобретени : устр-во содержит операционный усилитель 1 с аналоговым умножителем 2 двух напр жений в цепи отрицательной обратной св зи. Выход усилител  1 соединен с шиной выходного напр жени , с неинвертирующим входом усилител  1 и с первым входом умножител  2, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом, а выход- с инвертирующим входом усилител  1. Использование такой схемы позвол ет получить выг.оксотп- бмльное напр жение посто нного тока с низким уровнем шумов без использовани  специальных опорных элементов, например , стабилитронов.1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам на полупроводниковых приборах, предназначенных дл  преобразовани  исходного посто нного нестабильного напр жени  в выходное посто нное стабильное напр жение.

Целью изобретени   вл етс  увеличение стабильности и снижение уровн  шума выходного напр жени  источника опорного напр жени .

Функциональна  схема источника опорного напр жени  представлена на чертеже .

Источник опорного напр жени  содержит операционный усилитель 1 с цеп ми отрицательной и положительной обратной св зи и аналоговый умножитель 2, цепь первый вход - выход которого использован в качестве цепи отрицательной обратной св зи .

Работа описываемого источника опорного напр жени  основана на использовании следующих известных соотношений между положительными значени ми аргумента и функции вида у х (степенна  функци ), а именно у х при х 1, у х при х 1 иу х при х 1.

В схеме роль функции у выполн ет выходное напр жение аналогового умножител  2 напр жений (включенного в режиме квадратора входного напр жени ), а в качестве аргумента х используетс  входное напр жение умножител  2 (квадратора), равное выходному напр жению устройства. Така  схема находитс  в состо нии равновеси  (устойчивом состо нии) только тогда, когда ее выходное напр жение (выходное напр жение устройства) равно единичному значению (1 вольту). П.окажем, что это действительно так. Допустим, что выходное наСО

со

(Л

о

00 CJ1

СА)

пр жение устройства, остава сь положительным , оказалось менее 1в. Тогда, пройд  через умножитель 2 (квадратор), это напр жение должно уменьшитьс  по величине, остава сь положительным (см. вышеприведенные соотношени  дл  функции вида у х ). Следовательно, напр жение на инвертирующем входе операционного (дифференциального ) усилител  1 окажетс  менее напр жени  на его неинвертирующем входе , и, следовательно, выходное напр жение операционного (дифференциального) усилител  (имеющего достаточно большой ко- зффициент усилени ) будет увеличиватьс  до тех пор, пока его значение станет равным 1 в (единичному значению).

Допустим теперь, что выходное напр жение устройства оказалось более 1в. Тогда , пройд  через умножитель 2 (квадратор) оно увеличитс  (возрастет), и напр жение на инвертирующем входе операционного усилител  1 окажетс  более напр жени  на его неинветрирующем входе, что вызовет уменьшение величины выходного напр жени  усилител  до тех пор пока его значение вновь станет равным 1 в.

Таким образом только в случае, когда выходное напр жение устройства (усилител ) равно единичному значению (1 вольту), напр жени  на обоих входах операционного усилител  оказываетс  практически одинаковыми (равными 1 вольту) и выходное напр жение устройства автоматически устанавливаетс  равным также 1 вольту, при котором схема оказываетс  в устойчивом состо нии (равновесии).

Из указанного и вытекают вышеприведенные соотношени .

При этом потенциалы входов операционного усилител  могут отличатьс  между собой только на пренебрежимо малую величину , определ емую как сумма напр жени  смещени  нул , используемого операционного усилител , и напр жени  необходимого дл  получени  на его выходе напр жени  1в. Так, при использовании в качестве операционного усилител  интегральной схемы типа 140УД17 разность потенциалов между его входами будет менее величины В.

Выходное напр жение величиной именно в 1 вольт выбрано только дл  упрощени  описани  работы устройства. Если в качестве аналогового умножител  2 напр жений использовать интегральную схему перемножител  сигналов типа 525ПС1. включенную о режим квадратора, то на такой схеме умножени  будет реализована функци  у- kx2, где посто нное значение k можно измен ть

в широких пределах путем подачи на специальные выводы интегральной схемы регулируемых посто нных напр жений. В этом случае равновесие в описываемой схеме наступит при значении выходного напр же1

ни , равном величине - вольт

(доказательство аналогичное вышеприведенному ), и поэтому в зависимости от выбранной (заданной) величины К можно

получить посто нное выходное напр жение устройства как менее так и более одного вольта (в том числе и равное 1 вольту при k 1. При использовании дл  построени  схемы точных интегральных схем (например

140УД17 и 525ПС1) выходное напр жение схемы оказываетс  очень стабильным и может использоватьс  в качестве источника опорного напр жени , в составе которого в  вном виде (физически) отсутствует опорный элемент (например, стабилитрон или другой эталон).

Claims (1)

1. Формула и з ($Јб р.е т е н и   Источник опорного напр жени , содержащий операционный усилитель, выход которого соединен с шиной выходного напр жени  непосредственно, а своими неинвертирующими и инвертирующими входами - через цепи положительной и

   отрицательной обратной св зи соответственно , о т л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью увеличени  стабильности и снижени  уровн  шума выходного напр жени , в качестве цепи отрицательной обратной св зи использована цепь первый вход - выход введенного аналогового умножител  двух напр жений, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител .

   ffx. 1gMttfcjNMy#b

   Вш у ни

   .

   -о