SU879482A1 - Преобразователь ток-напр жение - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОК-НАПРЯЖЕНИЕ

I

- Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в источниках напр жени  и тока, в устройствах дл  измерени  параметров электронных приборов.

Наиболее близким техническим решением ,к изобретению  вл етс  преобразователь ток-напр жеиие, 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,число которых равно числу поддиапазонов преобразовани , каждый из которых состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формировател  компенсирующего сигнала, образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединени  выходов силового ключа и формировател  компенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора подключен к токовому выходу устройства и входу повторител  выходного напр жени . Кроме того, вывод соединени  нелинейного элемента и первого вывода образцового резистора каждого каскада через измерительный ключ подключен к входу измерительного повторител  напр жени  ij.

10

Недостатком известного преобразовател   вл етс  его сложность, обусловленна  наличием измерительных ключей , требующих дл  себ  управлени , согласованного с управлением силовыts ми ключами.

Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател  путем исключени  измерительных ключей.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

20 что в преобразователе ток-напр жение, содержащем повторитель выходного напр жени , выходом соединенный с выводом выходного потенциала преобразовател , измерительный повторитель напр жени , выходом соединенный с выводом измерительного потенциала преобразовател , и каскады, число ко торых равно числу поддиапазонов преобразовани , каждый из которых состо ит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формировател  компенсирующего сигнала , образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединени  выходов силового ключа и формировател .компенсирующего сигнала, а второй выво образцового резистора первого каскад старшего поддиапазона преобразовани  подключен к токовому выходу- преюбразовател  i и входу повторител  выходного напр жени , второй вывод образцового резистора второго каскада первого младшего .поддиапазона преобразовани  соединен с выводом соединени  первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом первого каскада старшего поддиапазона преобразовани ,, и второй вывод образцового резистора каждого последующего каскада следующего младшего поддиапазона преобразовани  соединен с выводом соединени  первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом, предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразовани . Вывод соединени  ;п.ервого вывода обр.азцового резистора с нелинейным элементом последнего каскада младшего поддиапазона преобразовани  соединен с входом измерительного повторител  напр жени , к выходу которого подсоединен вход формировател  компенсирующего сигнала последнего каскада младшего поддиапазона преобразовани . В каждом из остальных каскадов поддиапазонов преобразовани  вход формировател  компенсирующего сигнала соединен с выводом соединени  первого вывода образцового резистора с нелинейным элементом. На чертеже представлена структурна  схема преобразовател  ток-напр жени  , Преобразователь ток-напр жение содержит по&торитель 1 выходного напр жени , измерительный повторитель 2 напр жени , первый каскад 3 старшего поддиапазона преобразовани , второй каскад 4 первого младшего поддиапазона преобразовани  последний каскад 5 младшего поддиапазона преобразовани . Каскады 3, 4 и 5 состо т из формировател  6 компенсирующего сигнала и последовательно соединенных силового ключа 7, нелинейного элемента 8 и образцового резистора 9. Входы ключей 7 каскадов 3, 4 и 5 соединены между собой и подключены к токовому входу 10 устройства, а выходы соответственно в каждом каскаде 3, 4, 5 соединены с выходами формирователей 6 компенсирующего сигнала и через нелинейные элементы 8 - с первыми выводами резисторов 9. Второй вывод резистора 9 первого каскада 3 старшего поддиапазона преобразовани  подключен к токовому выходу 11 устройства и входу повтог рител , выход которого соединен с выводом 12 выходного потенциала. Второй вывод резистора 9 второго каскада 4 первого младшего поддиапазона преобразовани  соединен с выводом соединени  первого вывода резистора ,9 с нелинейным sjieMeHTOM 8 первого каскада 3 старшего поддиапазона . преобразовани . Аналогично, второй вывод резистора 9 каждого последующего каскада следующего младшего под-диапазона преобразовани  соединен с выводом соединени  первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 предыдущего каскада предшествующего старшего поддиапазона преобразовани . Вывод соединени  первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8последнего каскада 5 младшего поддиапазона преобразовани  соединен с входом повторител  2, выход которого соединен с выводом 13 измерительного потенциала и со входом формировател  6 последнего каскада 5. Во всех предьщущих каскадах 3 и 4 вход формировател  6 соединен с выводом соединени  первого вывода резистора 9с нелинейным элементом 8. Формирователь компенсирующего сигнала 6 выполнен на усилителе 14 с резистором 15 в цепи отрицательной обратной св зи который работает в качестве повторител  напр жени  с ограничением выходного тока. Нелинейный элемент 8 выполнен на двух диодах 16 и 17, включенных параллельно и встречно друг другу. Преобразователь ток-напр жение работает следуюш1им образом.

587

В каскаде 3 выбранного поддиапазо а открыт ключ 7, а в каскадах 4 и 5 евыбранных поддиапазонов ключи 7 акрыты. Электрический ток, поступаюий на токовый вход 10, через открытый ключ 7, нелинейный элемент 8 и езистор 9 каскада 3 выбранного подиапазона проходит на токовый выход 11. Электрический потенциал, образуюийс  на выходе 11, повтор етс  повторителем I и поступает на вывод выодного потенциала 12. Формирователь 6 каскада 3 выбранного поддиапазона реобразовани  тока работает в режиме перегрузки и потенциал -на выводе соединени  первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 каскада 3 не зависит от значени  компенсирующего сигнала. Потенциал, образующийс  на выводе соединени  первого вывода резистора 9 с нелинейным элементом 8 каскада 3 через резисторы 9 каскадов 4 и 5 и повторитель 2 поступает на вывод измерительного потенциала 13 устройства и вход формировател  6 каскада 5. В каскадах 4 и 5 невыбранных поддиапазонов формирователей 6 поддерживают на нелинейных элементах 8 разность потенциалов не более единиц MB, определ емую нестабильность нулевого уровн  повторителей напр жени  с ограничением выходного тока, на которых они выполнены . Ток, приход щей через нелинейные элементы 8 в цепь резисторов 9 и далее на токовый выход 11 устройства , не зависит от значений токов утечки ключей 7 каскадов 4 и 5 невыбранных поддиапазонов , а определ етс  значением сопротивлени  нелинейного элемента 8, достигающего значений Ю - 10 Ом и более в режиме малых разностей потенциалов, прилоенных к его выводам. Таким образом, нижний предел диапазона преобразовани  ограничиваетс  лишь током утечки через нелинейные элементы 8 каскадов 4 и 5 невыбранных поддиапазонов, который не превышает единиц нА при приложенной к нелинейным элементам разности потенциалов в несколько МБ, и входными токами следующих элементов: повторител  выходного потенциала 1, повторител  измерительного потенциала 2 и формирователей компенсирующего сигнала 6 каскадов 3 и 4, суммарна  величина которых не превьипает единиц нА. Разность потенциалов , образующа с  на резисторе 9

4826

каскада 3 выбранного поддиапазона и соответствующа  значению преобразуемого тока,, снимаетс  между выводами выходного 12 и измерительного 13 5 потенциалов устройства.

При выборе других поддиапазонов преобразовани  устройства работает аналогично с той лишь разницей, что преобразуемый ток протекает

0 как через образцовый резистор каскада выбранного поддиапазона, так и через образцовые резисторы каскадов всех старших, по отношению к выбранному , поддиапазонов преобразовани ,

5 Предложенный преобразователь токнапр жение упрощен по сравнению с известным устройством, так как исключены измерительные ключи, требующие управлени , согласованного с управлением силовыми ключами. При этом точность преобразовани  не ухудшаетс  , так как утечки измерительных ключей и входные токи формирователей по значени м соизмеримы, а число входов формирователей компенсирующего сигнала, подключенных в предлагаемом преобразователе к образцовым резисторам , равно числу а1ючей, подключенных в известном преобразователе к

Q образцовым резисторам.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь ток-напр жение, содержащий повторитель выходного напр жени  , выходом соединенный с вы5 водом выходного потенциала преобразовател , измерительный повторитель напр жени , выходом соединенный с выводом измерительного потенциала преобразовател , и каскады, число

   0 которых равно чилу поддиапазонов преобразовани , каждый из которых-состоит из силового ключа, соединенного входом с токовым входом устройства, формировател  компенсирующего сигнат

   5 ла, образцового резистора и нелинейного элемента, который включен между первым выводом образцового резистора и выводом соединени  выходов силового ключа и формировател  компенсирующего сигнала, а второй вывод образцового резистора первого каскада старшего поддиапазона преобразовани  подключен к токовому выходу преобразовател  и входу повторител  выходного

   5 напр жени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства , второй вывод образцового резистора второго каскада первого младшего .