SU737845A1 - Преобразователь ток-напр жение - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, а именно к измерительным преобразовател м ток-напр жение , и может быть использовано в источниках напр жени  и тока вустройствах дл  измерени  параметров электронных приборов.

Известен преобразователь ток-напр жение , использующий принцип измерени  падени  напр жени  на обра цовом резисторе, содержащий блок образцовых резисторов дл  преобразовани  тока в напр жение и ключи дл  переключени  подд иапазонов преобраэова- им  тока 1.

Недостаток известного устройства заключаетс  в ограниченной точности преобразовани  из-за наличи  токов утечки ключей в закрытом состо нии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл емс  преобразователь ток-напрЯжение, содержащий повторитель выходного напр жени , выходом соединенный с выводом выходного потенциала устройства, измерительный повторитель напр жени , выходом соединенный с выводом измерительного потенциала устройства, и .каскады, количество которых равно

- -- 2

числу поддиапазонов ггреобразовдки , каждый из которых состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, и образцового резистора, первый вывод которого подключен к токовому вьаходу устройства и входу повторител  выходного напр  женй , а второй вывод через измерительный ключ - ко входу измеритель10 ного повторител  напр жени  и выхо-, ду силового ключа 2.

Недостаток этого преобразовател  заключаетс  в том, что токи утечки

15 закрытых силовых ключей каскадов невыбранных поддиапазонов полностью протекают на токовый выход преобразовател , мину  образцовый резистор каскада выбранного поддиапазона, чем

20 внос т значительную погрешность в п)рёобразЬванйё в напр жение. Это накладывает жесткие требовани  на силовые ключи в частей пар&метра величины тока утечки в закрытом состо25  нии ключа. Токи утечки, силовых электронных ключей, переключающих токи, равные единицги А или сотн м мА, равны , в лучшем случае, соответственно дес ткам или единицам мкА.

Claims (2)

1. 30 Цель изобретени  - повьлиение точности преобразовани  путем компенсации вли ни  токов утечки силовых клю чей. Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь ток-напр жение содержащий повторитель выходного напр жени , выходом соединенный с выво дом выходного потенциала устройства, измерительный повторитель напр жени  выходом соединенный с выводом измери тельного потенциала устройства, и ка калы, количество которых равно числу поддиапазонов преобразовани , каждый из которых состоит из силового ключа соединенного входом с токовым входом устройства, и образцового резистора, первый вывод которого подключен к то ковому выходу устройства и входу повторител  выходного напр жени , а второй вывод через измерительный ключ ко входу измерительного повторител  напр жени , введены формирователи компенсирующих сигналов и нелинейные элементы, количество которых равно числу поддиапазонов преобразовани , причем формирователи компенсирующих сигналов .включены между выходом повторител  выходного напр жени  и выходами силовых ключей каскадов, а нелинейные элементы - между выходами силовых ключей каскадов и выводов соединени  упом нутых образцового резистора и измерительного ключа. При этом формирователь компенсирующего сигнала выполнен на дополнительном повторителе напр жени  с ограничением выходного тока, а нелинейный элемент - на двух диодах, вйглюченных параллельно и встречно друг другу. В другом случае нелинейный элемент выполнен из двух последовательно соединенных нелинейных элементов общий вывод которых через вспомогательный резистор подключен к выходу повторител  выходного напр жени . На фиг. 1 представлена блок-схема преое5разовател  ток-напр жение; на фиг. 2 - второй вариант выполнени  нелинейного элемента и его св зь с выходом повторител  выходного напр же ни  . Преобразователь ток-напр жение содержит повторитель 1 выходного напр жени , измерительный пов оритель 2 напр жени , три каскада 3-5 и три формировател  6-8 компенсирующего сигнала, по числу поддиапазонов преобразовани . Каскгщы 3-5 состо т из измерительного ключа 9 и последовательно соединенных силового ключа 10 нелинейного элемента 11 и образцового резистора 12, которые с другой сто роны соединены между собой и подключе ны к токовому выходу 13 устройства и ко входу повторител  1 выходного напр жени . Измерительные ключи 9 каскадов 3-5 с одной стороны соединены между собой и подключены ко входу из ( мерительного повторител  2 напр жени , а с другой стороны каждый из них соединен со своим выводом нелинейного элемента 11 и образцового резистора 12. Входы силовых ключей 10 каскадов 3-5 соединены между собой и подключены к токовому входу 14, а выходы соединены с выходами формирователей 6-8 компенсирующего сигнала, входы которых подключены к выходу повторител  1 выходного напр жени  и выводу выходного 15 потенциала. Выход измерительного повторител  2 напр жени  соединен с выводом измерительного 16 потенцигша. Формирователи 6-8 компенсирующих сигналов идентичны, и каждый из них выполнен на усилителе 17 с резистором 18 в цепи отрицательной обратной св зи, который работает в качестве повторител  напр жени  с ограничением выходного тока. Нелинейный элемент 11 выполнен на двух диодах 19, 20, включенных параллельно и встречно друг другу. Другой вариант выполненна  нелинейного элемента 11 (См. фиг. 2) состоит из четырех диодов 21-24. Причем одна пара диодов 21, 22 и друга  пара диодов 23, 24 включены между собой параллельно и встречно, а пары диодов - последовательно . Обща  точка соединени  двух пар диодов через вспомогательный резистор 25 подключена к выходу повторител  1 выходного напр жени . Преобразователь ток-напр жение работает следующим образ.ом. В каскаде 3 выбранного поддиапазона одновременно открыты силовой ключ 10 и измерительный ключ 9, а в каскадах 4 и 5 невыбранных поддиапазонов ключи 9 и 10 закрь1ты. Электрический ток, поступающий на токовый вход 14, через открытый силовой ключ 10, нелинейный элемент 11 и образцовый резистор 12 выбранного поддиапазона, проходит на токовый выход 13. Электрический потенциал образуюьчийс  на токовом выходе 13, повтор етс  повторителем I выходного напр жени  и поступает на вывод выходного.15 потенциала и на входы формирователей 6-8компенсирующих СИГНсШОВ. . Формирователи 7 и 8 компенсирующих сигналов поддерживают на своих выходах потенциал, равный или близкий к потенциалу, установившемус  на токовом выходе 13. Тем самым к выводу соединени  силового ключа 10 и нелинейного элемента И каскадов 4 и 5, невыбранных поддиапазонов измерени , приложена нулева  или близка  к нулевой разность потенциалов. Ток, проход щий через эту цеп. на токовый выход 13 устройства, определ етс  величиной сопрот ивлени  нелинейного элемента 11, который имеет значение српротивлени  10° Ом и более в режиме малых разностей потенциалов, приложенных к его рыводс1м. Формирователи 7 и 8 компенсирующих сигналов поддерживают на нелинейном элементе 11 разность потенциалов не более единиц мВ, определ емую нестабильностью нулевого уровн  повторителей напр жени  с ограничением выходного тока, на которых они выполнены . Это поэйол ет свести к пренебрежимо малой величине токи утечки на выход 13 в каскадах 7 и 8 невыбран ных поддиапазонов измерени . Формирователь 6 компенсирующего сигнала работает в режиме перегрузки и потенциал на выходе каскада 3 не зависит от величины компенсирующего сигнала. Ток, преобразуемой устройством в каскаде 3, протекает через нелийейный элемент 11 и образцовый iSeзистор 12 на токовый выход 13. Потен циал, образующийс  на образцовом резисторе 12, через открытый измеритель ный ключ 9 и измерительный повторитель 2 напр жени  поступает на вывод измерительного 16 потенциала устройства . Разность потенциалов, образующа с  на образцовом резисторе 12 и соответствующа  величине преобразуемого тока, снимаетс  межд выводами выходного 15 и измерительного 16 потенциалов устройства. Дальнейшее уменьшение вли ни  неточности формировани  компенсирующего сигнала на работу нелинейного элемента 11 осуществл ют, выполнив его (см. фиг. 2) в виде двух последовател но соединенных упом нутых нелинейных элементов 11, общий вывод которых через вспомогательный резистор 25 под .ключен к выводу выходного 15 потенциала . Такое выполнение преобразовател  ток-напр жение позвол ет по сравнению с известным устройством повысить точность преобразовани  за счет компенсации токов утечкИ силовых ключей и применить в качестве последних более простые ключи без отбора их по величине тока утечки. Формула изобретени  1. Преобразователь ток-напр жение содержащий повторитель выходного напр жени , выходом соединенный с выводом выходного потенциала устройства , измерительный повторитель напр жени , выходом соединенный с выводом измерительного потенциала устройства, и каскады, количество которых равно йс 1у Во1ЦШаШ 5нВв пр1бббра; ованй  каждый из котйрых состоит из силового ключа соединенного входом с токовым входом устройства, и образцового резистора, первый вывод которого подключен к тиковому выходу устройства и входу повторител  выходного напр жени , а второй вывод через измерит ель ный ключ - ко входу измерительного повторител  напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовав -, ни  путем компенсации вли ни  тЪков утечки силовых ключей, в него введены формирователи компенсирующих сигналов и нелинейные элементы, количество которых равно числу поддиапазонов преобразовани , причём формирователи компенсирующих сигналов включены между выходом повторител  выходного напр жени  и выходами силовых ключей каскадов, а нелинейные элементы - междувыходами силовых ключей каскадов и выводом соединени  упом нутых образдового резистора и измерительного ключа. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что формирователь компенсирующих сигналов выполней на дополнительном повторителе, напр жени  с ограничением выходного тока. 3.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что нелинейный элемент выполнен на двух диодах , включенных параллельно и встречно друг другу. .. „ 4.Преобразователь по п. 1,6 т ли чающийс  тем, что нелинейный элемент выполнен из двух последовательно соединенных нелинейных эле- , ментов, общий вывод которых через вспомогательный резистор подключен к выходу повторител  выходного напр жени . . Истбчники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США W 3648175, кл. 324-115, опублик. 1972. ,
2. 2. Патент США №36999101, кл. 328-97, опублик.i971.

   737845

   V

   «