SU1105902A1 - Управл емый резистор - Google Patents

Abstract

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕЗИСТОР, содержащий операционный усилитель, источник питани , регулирующий и компенсирующий полевые транзисторы, балластный и шунтирующий резисторы, первый и второй реэистивные делители напр жени , включенные крайними выводами между выходом источника чпитани  и шиной нулевого потенциала, причем входна  клемма управл емого резистора через балластный резистор подключена к среднему выводу первого резистивного делител  напр жений и к неинвертирующему входу операционного усилител , инвертирукадий вход которого соединен со средним выводом второго резистивного делител  напр жений и со стоком компенсирующего полевого транзистора, исток которого подключен к шине нулевого потенциала а шунтирующий резистор включен ме щу выходными клеммами управл емого резистора , соединенными соответственно с истоком и стоком регулирующего полевого транзистора, отличающийс  тем,что,с целью расширени  области применени  за счет введени  галь- ванической разв зки между его входной и выходными клеммами при одновре- менном улучшении линейности преобра-, зованк , в него введены изолирующий преобразователь, потенциометр регулировки линейности и третий резистивный делитель напр жений, причем вход изолирующего преобразовател  соединен с выходом операционного усилител , а затвор компенсирующего полевого транзистора подключен к движку потенциометра регулировки линейности , подключенного крайними выводами соответственно к шине нулевогопотенциала и к первому выходу изолирующего преобразовател ,второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а третий и четвертый выходы подключены соответственно к крайним выводам третьего резистивного делител  напр жений, средний вывод которого подключен к затвору регу1лирующего полевого транзистора, исток которого соединен с четвертым W выходом изолирующего преобразовател . 2.Резистор по п.1,0 т л и ч а ющ и и с   тем,что изолирующий преобразователь содержит транзистор,трансформатор , резистор смещени ,защитный диод, конденсатор св зи, накопительный конденсатор, первый и второй выпр мительный диоды, первый и второй сглаживающие конденсаторы, причем коллектор транзистора через защитный диод подключен к входу изолирующего ел преобразовател , база через накопи- . со о го тельный конденсатор соединена с вторым выходом изолирующего преобразовател ,- через резистор смещени  подключена к шине питани  и через конденсатор св зи соединена с началом первичной обмотки трансформатора, конец которой подключен к второму вы ходу изолирующего преобразовател , а отвод первичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером транзистора , начала первой и второй вторичных обмоток трансформатора подключены соответственно через первый и второй выпр мительные диоды к первому и третьему выходам изолирующего преобразовател , которые через первый и

Description

второй сглаживающие конденсаторы соединены соответственно с вторым и четвертым выходами изолирующего преобразовател , подключенными соответственно к концам первой и второй вторичных обмоток трансформатора.

1

Изобретение относитс  к анашоговой вычислительной и измерительной технике и может найти применение в устройствах дл  построени  умножителей , перестраиваемых частотных фильтров и т.д.

Известен управл емый резистор,содержащий полевой транзистор и балластный резистор/ включенные по Г-образной схеме 1 Недостатком такого резистора  вл етс  нелинейный характер зависимости величины сопротивлени  от входного управл ющего напр жени .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  управл емый резистор, содержащий операционный усилитель, источник питани , регулирующий и компенсирующий полевые транзисторы, балластный и щунтирующий резисторы, первый и второй резистивные делители напр жени , включенные крайними выводами между выходом источника питани  и- шиной нулевого потенциала, причем входна  клемма управл емого резистора через балластный резистор подключена к среднему выводу первого резистивного делител  напр жений и к неинвертирующему входу операционного усилител , инвертирующий вход которого соеди нен со средним выводом второго резистивного делител  напр жений и со стоком компенсирующего полевого транзистора , исток которого подключен к нулевого потенциала, а шунтирующий резистор включен между выходными клеммами управл емого резистора, соединенными , соответственно, с истоком и стоком регулирующего полевого транзистора t2:l.

. В этом управл емом резисторе линеаризаци  характеристики преобразовани  достигаетс  параметрической компенсацией, заключающейс  в преобразовании входного сигнала в сигнал, обеспечивающий линейность закона управлени  выходным параметром, формиуемый усилителем, охваченным обратной св зью через схему с характеристи ами, аналогичными характеристикам инеаризуемого элемента.

Главным недостатком известного правл емого резистора, существенно граничивающим его применение,  вл тс  необходимость об зательного заземлени  одной из его выходных клемм в то врем , как большинство применений таких резисторов требует наличи  выходных клемм, изолированных от шины нулевого потенциала. Другим недостатком  вл етс  отсутствие возможности коррекции линейности в зависимости от рассогласовани  используемых полевых транзисторов по напр жению отсечки.

0

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет введени  гальванической разв зки мржду входной и выходными клеммами при одновременном улучшении линейности

5

преобразовани .

1

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в управл емый резистор, содержащий операционный усилитель, источник питани , регулирующий и компенсирую0 щий полевые транзисторы, балластный и шунтирующий резисторы, первый и

второй резистивные делители напр же- . НИИ, включенные крайними выводами между выходом источника питани  и ши5 30 35 40 45 50 55 ной нулевого потенциала, причем входна  клемма управл ющего резисторачерез балластный резистор подключена к среднему выводу первого резистивного делител  напр жений и к неинвертирующему входу операционного усилител , инвертирующий вход которого соединен со средним выводом второго резистивного делител  напр жений и со стоком компенсирующего палевого транзистора , исток которого подключен к шине нулевого потенциала, а шунтирующий резистор включен межцу выходными клеммами управл емого резистора, соединенными соответственно с истоком и стоком регулирующего полевого транзистора, введены изолирующий преобразователь , потенциометр регулировки линейности и третий резистивный делитель напр жени , причем вход изолирующего преобразовател  соединен с выходом операционного усилител , а затвор компенсирукхцего полевого транзистора подключен к движку потенциометра регулировки линейности, подключенного крайними выводами соответственно к шине нулевого потенциала и к первому выходу изолирующего преобразовател , второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала , а третий и четвертый выходы подключены соответственно к крайним выводам третьего резистивного делите л  напр жений, средний вывод которого подключен к затвору регулирующего полевого транзистора, истйк которого соединен с четвертым выходом изолирующего преобразовател . Причем изолирующий преобразователь содержит транзистор, трансформа , тор, резистор смещени , защитный |Диод, конденсатор св зи, накопитель Вый конденсатор, первый и второй вып р мительные диоды, первый и второй сглаживающие конденсаторы, причем коллектор транзистора через защитный диод подключен к входу изолирующего преобразовател , база через накопи . тельный конденсатор соединена с вторым выходом изолирующего преобразовател , через резистрр смещени  подключена к шине питани  и через конде сатор св зи соединена с началом пер|Вичной обмотки трансформатора, конец :которой подключен к второму выходу 1изопирующего преобразовател , а отвод первичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером транзистора, начала первой и второй вторичных обмоток трансформатора подключены соответственно через первый и второй выпр мительные диоды к первому и третьему выходам изолирующего преобразовател , которые через первый и второй сглаживающие конденсаторы сое динены соответственно с вторым и чет вертым выходами изолирующего преобразовател , подключенными соответственно к концам первой и второй втори ных обмоток трансформатора. На фиг. 1 представлена блок-схема управл емого резистора; на фиг, 2 электрическа  схема изолирующего пре образовател . Управл емый резистор содержит бал ластный резистор 1, первый резистивный делитель напр жений, составленный из резисторов 2,3, второй резистивный делитель напр жений, составленный из резисторов 4,5, источник 6 .питани , компенсирующий полевой тран зистор 7, операционный усилитель 8, потенциометр 9 регулировки линейно сти, изолирующий преобразователь 10, регулирук ций полевой транзистор 11, шунтирующий резистор 12, третий ре .зистивный делитель напр жений, составленный из резисторов 13,14, входную клемму 15; неинвертирующий вход 16 и инвертирующий вход 17 операцион ного усилител , вход 18 изолирующего преобразовател , первый, второй, третий и четвертый выходы 19-22 изо лирунндего преобразовател , выходные клеммы 23 и 24 управл емого резистора . Изолирующий преобразователь содер жит защитный диод 25, первый и вто- ой выпр мительные диоды 2Ь и 27, ервый и второй сглаживающие конденаторы 28 и 29, конденсатор 30 св зи. Накопительный конденсатор 31, резистор 32 смещени , транзистор 33, трансформатор 34 с первичной обмоткой 35 и первой и второй вторичными обмотками 36 и 37. Управл емый резистор работает следукхцим- образом. Управл ющее напр жение входной клеммы 15 через резистор 1 и делитель , образованный резисторами 2,3, поступает на неинвертирующий вход 16 операционного усилител  8. На этот «елитель и делитель, образованный реистором 4 и резистором 5, шунтированным компенсирующим полевым транзистором 7, подаетс  посто нное напр жение источника питани  6, необходимое дл  преобразовани  изменени  сопроТ1№лени  канала полевого транзистора 7 в изменение напр жени  на инвертирующем входе 17 операционного усилител  8, выходное напр жение которого поступает на вход 18 изолирующего преобразовател  10. Напр жение последнего с гальванически изолированных выходов 2J, и 22 делитс  резисторами 13 и 14 и поступает на затвор и исток регулирующего полевого транзистора 11, определ   сопротивление его канала, а следовательно , и сопротивление между выходными клеммами 23 и 24. Напр жение с выхода 19 изолирующего преобразовател  10 через потенциометр регулировки линейности 9 поступает на затвор компенсирующего полевого транзистора 7, управл   сопротивлением его канала, чем и замыкаетс  цепь обратной св зи, линеаризующей таким образом не только нелинейность характеристики управлени  выходной цепи из регулирующего полевого транзистора 11 и шунтирующего резистора 12, но и изолирующего преобразовател  10. Задача достижени  линейности сводитс  к выполнению двух условий. Первое определ етс  равенством отнс иений сопротивлений открытых кангшов полевых транзисторов к сопротивлени м шунтирующих эти каналы цепей. Второе условие - пропорциональность напр жений затвор-исток Uj напр жением отсечки транзисторов соответственно выходной цепи и цепи линеаризации :Ui U. . ,oz где индекс 1 относитс  к транзистору 11, а индекс 2 - к транзистору 7, При равных напр жени х навыходах 19-20 и 21-22 изолирующего преобразовател  10 и различных и., и U выполнение услови  ( 1} достигаетс  регулировкой потенциометра 9. Поскольку возможно каки , Uo2, так иЦог з02 то дл  получени  равенства {) в любом случае к выходам 21-22 подключаютс  резисторы 13 и 14 нерегулируемого делител , что позвол ет с помощью потенциометра 9 устанавливать Ujj как больше, так и меньше и,. ,Цл  получени  высокой линейности оба .выхода изолирующего преобразовател  |Далжны быть нагружены одинаково. Автогенератор на транзисторе.33 по схеме индуктивной трехточки через, диод 25, обеспечивающий защиту от обратной пол рности, подключен к выходу операционного усилител  8, ко-, торнй осуществл ет коллекторную модул цию автогенератора. Резистор 32 задает начальное смещение транзистора 33., необходимое дл  возникновени  самовозбунодени , конденсатор 30емкость св зи. Частота самовозбу одени  определ етс  в основном индуктивностью обмотки 35 трансформатора 34 и емкостью конденсатора 31.

D

/

16

/7

D

IS

J 5

Фиг.1

Ю

I

19

22

п

13

2JO.

ь

11

П

т

т выходные напр жени  получаютс  выпр млением напр жений одинаковых обмоток 36 и 37 одинаковыми диодами 26 и 27 и .фильтрацией одинаковыми емкост ми конденсаторов 28 и 29, чем достигаетс  идентичность выходов, 1920 и 21-22 изолирующего преобразовател . При этом очевидно, что дл  достижени  высокой линейности нагрузки на указанных выходах, т.е. фактически сопротивление потенциометра 9 и суммы резисторов 13 и 14,были приблизительно равны. J Технико-экономический-эффект от использовани  изобретени  заключаетс  в расширении области применени  за счет введени  гальванической разв зки между входной и выходньами клеммами при одновременном улучшении линейности , что позвол ет подключать выходные клеммы управл емого резистора в произвольные участки схем различных приборов и устройств .

Claims (1)

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕЗИСТОР, содержащий операционный усилитель, источник питания, регулирующий и компенсирующий полевые транзисторы, балластный и шунтирующий резисторы, . первый и второй резистивные делители напряжения, включенные крайними выводами между выходом источника .питания и шиной нулевого потенциала, причем входная клемма управляемого резистора через балластный резистор подключена к среднему выводу первого резистивного делителя напряжений и к неинвертирующему входу операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом второго резистивного делителя напряжений и со стоком компенсирующего полевого транзистора, исток которого подключен к шине нулевого потенциала; а шунтирующий резистор включен меаду выходными клеммами управляемого резистора, соединенными соответственно с истоком и стоком регулирующего полевого транзистора, отличающийся тем,что,с целью расширения области применения за счет введения гальванической развязки между его входной и выходными клеммами при одновре- менном улучшении линейности преобра-, зования, в него введены изолирующий преобразователь, потенциометр регулировки линейности и третий резистив- < ный делитель напряжений, причем вход изолирующего преобразователя соединен с выходом операционного усилителя, а затвор компенсирующего полевого транзистора подключен к движку потенциометра регулировки линейности, подключенного крайними выводами соответственно к шине нулевогопотенциала и к первому выходу изолирующего преобразователя,'второй выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а третий и четвертый выходы подключены соответственно ίκ крайним выводам третьего резистивного делителя напряжений, средний вывод которого подключен к затвору регулирующего полевого транзистора, исток которого соединен с четвертым выходом изолирующего преобразователя2.Резистор по п.1,о т л и чающий с я тем,что изолирующий преобразователь содержит транзистор,трансформатор, резистор смещения,защитный ^!диод, конденсатор связи, накопительный конденсатор, первый и второй выпрямительный диоды, первый и второй сглаживающие конденсаторы, причем коллектор транзистора через защитный диод подключен к входу изолирующего преобразователя, база через накопи- . тельный конденсатор соединена с вторым выходом изолирующего преобразователя,- через резистор смещения подключена к шине питания и через конденсатор связи соединена с началом первичной обмотки трансформатора, конец которой подключен к второму выходу изолирующего преобразователя, а отвод первичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером транзистора, начала первой и второй вторичных обмоток трансформатора подключены соответственно через первый и второй выпрямительные диоды к первому и третьему выходам изолирующего преобразователя, которые через первый и

2069011 ^,0 HS “ второй сглаживающие конденсаторы соединены соответственно с вторым и четвертым выходами изолирующего пре образователя, подключенными соответственно к концам первой и второй вто· ричных обмоток трансформатора.