PL158392B1 - Przetwornik napiecie - prad PL PL PL - Google Patents

Abstract

Przetwornik napiecie - prad wyposazony w rezystor oraz tranzystor, którego wyprowadzenie pradu wyjscio- wego podlaczone jest do wyjscia przetwornika a takze wzmacniacz operacyjny podlaczony wyjscie do elektrody sterujacej tranzystora a wejsciem nieodwracajacym do pierwszego zacisku napiecia wejsciowego, znamienny tym, ze rezystor (R) posiada dodatkow e wyprowadzenia do odbioru potencjalu z czesci rezystancyjnej i jest podla- czony wyprowadzeniem pradowym (1) do wyprowadze- nia zródlowego tranzystora (T), a pierwsze dodatkowe wyprowadzenie (3) rezystora (R) do odbioru potencjalu zlokalizowane przy wyprowadzeniu pradowym (1) tego rezystora jest podlaczone do wejscia odw racajacego (8) wzmacniacza operacyjnego (W1), zas drugie wyprowa- dzenie pradowe (2) rezystora (R) jest podlaczone do wyjs- cia (9), drugiego wzmacniacza operacyjnego (W2) a dru- gie dodatkowe wyprowadzenie (4) rezystora (R) do odbioru potencjalu przy drugim wyprowadzeniu prado- wym (2) jest podlaczone do wejscia odw racajacego (10) drugiego wzmacniacza operacyjnego (W2), którego wejs- cie nieodwracajace (11) jest podlaczone do drugiego zaci- sku napiecia wejsciowego. PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

@ OPIS PATENTOWY® PL® 158392 © BI © Numer zgłoszenia: 273184

IntCl⁵:

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Zy Data zgłoszenia: 16.06.1988

H02M 3/04

H03M 1/00

Przetwornik napięcie - prąd

Zgłoszenie ogłoszono:

27.12.1989 BUP 26/89

Uprawniony z patentu:

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Elektronicznych

Układów Specjalizowanych Mera”, Toruń, PL

Twórca wynalazku:

Władysław Wielich, Toruń, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.1992 WUP 08/92

PL 158392 BI

57) Przetwornik napięcie - prąd wyposażony w rezystor oraz tranzystor, którego wyprowadzenie prądu wyjściowego podłączone jest do wyjścia przetwornika a także wzmacniacz operacyjny podłączony wyjście do elektrody sterującej tranzystora a wejściem nieodwracającym do pierwszego zacisku napięcia wejściowego, znamienny tym, że rezystor (R) posiada dodatkowe wyprowadzenia do odbioru potencjału z części rezystancyjnej i jest podłączony wyprowadzeniem prądowym (1) do wyprowadzenia źródłowego tranzystora (T), a pierwsze dodatkowe wyprowadzenie (3) rezystora (R) do odbioru potencjału zlokalizowane przy wyprowadzeniu prądowym (1) tego rezystora jest podłączone do wejścia odwracającego (8) wzmacniacza operacyjnego (Wl), zaś drugie wyprowadzenie prądowe (2) rezystora (R) jest podłączone do wyjścia (9), drugiego wzmacniacza operacyjnego (W2) a drugie dodatkowe wyprowadzenie (4) rezystora (R) do odbioru potencjału przy drugim wyprowadzeniu prądowym (2) j est podłączone do wejścia odwracającego (11) drugiego wzmacniacza operacyjnego (W2), którego wejście nieodwracające (11) j est podłączone do drugiego zacisku napięcia wejściowego.

fr2s?wor';i.< - prąd

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Przetwornik napięcie - prąd o.yposażtny o rezystor traz tranzystor którego wyprowadzenie prądu wyjściowego podłączone jest do wyjścia przetwornika a także ozmcniacz operacyjny podłączony wyjściem do elektrody sterującej tranzystora a wejściem .nieodwracającym do pierwszego zacisku napięcia wejściowego, znamienny tym, że rezystor /r/ posiada dodatkowe wyprowoCzenic do odbioru potencjału z części rezystancyjnej i jest podłączony wyprowadzeniem prądowym /1/ dp ·wI^I^(^'wCzeI^:ίa źródłwego tranzystora /T/, a pierwsze dodatkowe wyprowadzenie /3/ rezystora /R/ do odbioru potencjału z^kaliow-ane przy wyprowadzeniu prądcwym /1/ tego rezystora jest podłączone do wejścia odwracającego /8/ womacni3czc operacyjnego /w 1/ zaś drugie wyprowadzenie prądowe /2/ rezystora /R/ jest podłączone do wyjścia /9/ drugiego wzmaaniaczc operacyjnego Λ2/ a drugie dodatkowe wyprowadzenie /4/ rezystora /R/ do odbioru potencjału przy drugim prądcwym /2/ jest podłączone do wejścia odwracającego /10/ drugiego wzmaar^nacza operacyjnego /W/, którego wejście nieodwracające /11/ jest podłączone do drugiego zacisku napięcia wejściowego.

   Frzedmiotem wynalazku jest przetwornik napięcie-prąd przeznaczony w szczególności do stosowania w technice przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego.

   Z publikacji p^^^aloow^e układy scalone M.Naddchcweki, Z.Kulka, WKL 1979 str. 255 znany jest przetwornik napięcie - prąd, zbudowany ze ezmacniαczα operacyjnego, rezystora i wytwarzającego prąd -yjściowy tranzystora o bardzo dużym ezmoonieniu prądowym. Weescie układu stanowi potencjał odniesienia i wejścia nieodwracające wzmaniacza operacyjnego. Rezystor jest przyłączony do potencjału odniesienia oraz elektrody prądowej i jednocześnie sterującej tranzystora.

   Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest podłączenie rezystora razem z jego rezystancjami 'wyprowadzeń i pośrednich element© kontaktowych oraz przejść między nimi będących źródłem niestabilności rezystancji tego rezystora, a zatem znacznie zmnejszających stabilność przetwarzania.

   Przetwornik napięcie - prąd według wynalazku zbudowany Jest z zastoocwaniem rezystora e>arsewowegt zakończonego dwoma wyprowadzeniami do przepływu prądu roboczego i dwoma dodatkowymi wyprowadzeniami do odbioru potencjału z części rezystancyjnej rezystora, które to wyprowadzenia zlokaM^-ane są w pobliżu wyprowadzeń do przepływu prądu roboczego oraz z tranzystora, którego wyprowadzenie prądu wyjściowego podłączone Jest do wyjścia przetwornika i wzmaaniacza operacyjnego podłączonego wyjściem do elektrody sterującej tranzystora a wejściem nieodwracającym do pierwszego zacisku napięcia wejściowego. W takim układzie rezystor jednym wyprowadzeniem prądowym jest podłączony do elektrody źródłowej tranzystora a pierwsze dodatkowe wyprowadzenie rezystora przeznaczone do odbioru potencjału przy tym wyprowadzeniu Jest podłączone do wejścia odwracającego wizmaniacza operacyjnego.

   Fonadto rezystor swym drugim wyprowadzeniem prądowym jest podłączony do wyjścia drugiego wzmacniacza operacyjnego a drugie dodatkowe wwpΓco.'eCdenie do odbioru potencjału przy tym wyprowadzeniu prądowym jest podłączone do wejścia odwracającego drugiego wzmaniacza operacyjnego. Wejścee nieodwracające tego ezaaαniacza podłączone jest do drugiego zacisku napięcia wejściowego.

   153 352

   Zsssdniczą zaletą rozw.ązania według wynalazku jest uzyskanie przetworzenia napięcia na prąd z pominięciem rezystancji kontaktowych rezystora, maących wpływ na niestabilność przetwarzania.

   Wynalazek jest bliżej omówony na przykładzie wykonania przedstawionym, na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu przetwornika napięcie - prąd.

   Układ jest zbudowany z rezystora R /tw. rezystora z korapeesscją wpływu kontaktów/ zakończonego dwoma wyprowadzeniami 1, 2 do przepływu prądu roboczego i dwoma dodatkowymi wyprowadzeniami 3, b do odbioru potencjału z części rezystancyjnej rezystora, które to wyprowadzenia są zlokalioo-ane w pobliżu wyprowadzeń do przepływu prądu roboczego. Fonadto jest zbudowany z tranzystora T o bardzo dużym wzrnoonieniu prądowym wytwarzającego prąd wyjściowy Iwy i wzInaaniacia operacyjnego U'1 podłączonego wyjściem 5 do elektrody sterującej tranzystora T i wejściem nieodwracającyo 6 do pierwwszego zacisku napięcia wejściowego. W takim układzie rezystor R jednym wyprowadzeniem 1 prądcwym jest podłączony do elektrody 7 źródłowej tranzystora a pienwszym dodatto-yn) wyprowadzeniem 3 do odbioru potencjału przy tym wyprowadzeniu jest podłączony do 'wejścia 8 odwracającego wzmnani^cia operacyjnego W1. Fonadto rezystor R swym drugim wyprowadzeniem 2 prądowym jest podłączony do wyjścia 9 drugiego wzmcr^iacza operacyjnego 'rf2 a drugie dodatkowe wyprowadzenie 4 do odbioru potencjału przy drugim wyprowadzeniu 2 prądowym rezystora R jest podłączone do wejścia 10 odwracającego drugiego wzmcniaczc operacyjnego f2. wejście nieodwracające 11 tego 'wzmncnianza podłączone jest do drugiego zacisku napięcia wejściowego.

   Układ działa w ten sposób, że fZMcnianz operacyjny ’a’1 ustala potencjał wyprowadzenia prądowego 1 rezystora R za pośrednictwem tranzystora T tak, aby na piew’szym dodctk<wwym wyprowadzeniu 3 rezystora R zaistniał potencjał równy potencjalni pierwszego zacisku napięcia wejścicwego z niedokładnością określoną przez wartość wejścinego napięcia nieznwnoważenia UT1 wzmcni3czc operacyjnego W1. Natomiist drugi tzmnaniaci operacyjny V2 ustala potencjał wyprowadzenia prądowego 2 tak, aby na drugim dodctkwy^m wyprowadzeniu 4 rezystora R zaistniał potencjał równy potencjałowi drugiego zacisku napięcia wejścict'egi z niedokładnością określoną przez wartości wejściowego napięcia nlezΓÓwnotażenic UI2 wzmianiaczc operacyjnego W2. Wtedy prąd płynący przez rezystor R między wyprowadzeniami prądowymi 1 i 2 wynosi:

   t UH + Uwe - UI2 ^R Ri'.....

   gdzie: R1 - rezystancja części rezystancyjnej rezystora zawarta między wyprowadzeniami do odbioru potencjału.

   Gdy napięcie UH i UI2 są identyczne co Jest dostatecznie dobrze spełnione dla wykorania obu wzInianianzy na jednej płytce krzemowej lub gdy napięcie niezr<wnowa żenią są skorygowane do zera to wtedy:

   Frąd wyjścicwy Jest określony następująco:

   i^y = Tr - J_s gdzie Ig - prąd wejścia sterującego tranzystora T.

   Gdy tranzystor T posiada bardzo duże wzmiinienie prądowe, wtedy wartość prądu Ig jest pomijalnie mała i wtedy prąd -wyjściiwy Jest wyrażony zależnością:

   _T Uwe ^Twy = Uf która nie zawiera dodatkowych rezystancji kontaktowych Rk1, Rk2 co mówi o nlewrażliwośnl układu na te rezystancje.

   15S 392

   Takie rozwiązanie pozwala realizować bardzo stabilne źródła prądowe do przesuwania poziomu sygnału i zespoły źródeł prądowych wago-wych o najwyższych dokładnościach do przetwornik-ó·· cyfroΌ-anaoogcwych typu cyfra - prąd o rozdzielczości większej niż 12 bit! i budowanych przy ich pomocy przetworników analogowo-cyfrowych.