×
13.01.2017
217.015.8d79

НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002604879
Дата охранного документа
20.12.2016
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к схемотехнике, автоматике, промышленной электронике и измерительной технике. Оно может быть использовано, в частности, в виде буферных (развязывающих) каскадов и согласующих устройств. Техническая задача решается посредством того, что в неинвертирующий повторитель напряжения, содержащий операционный усилитель, введена совокупность четырех дополнительных элементов и изменено включение элементов, дополнительные первый и второй резисторы включены между собой последовательно, свободный вывод первого из них подключен к выводу имеющегося операционного усилителя, а свободный вывод второго заземлен, дополнительный конденсатор включен параллельно первому дополнительному резистору, общий вывод первого, второго дополнительных резисторов и дополнительного конденсатора соединен с неинвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, его выход соединен с его инвертирующим входом, а также образует выход неинвертирующего повторителя напряжения относительно «земли», общий вывод инвертирующего входа и выхода дополнительного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом имеющегося операционного усилителя. Технический результат – повышение точности передачи напряжения. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к схемотехнике, автоматике, промышленной электронике и измерительной технике. Оно может быть использовано, в частности, в виде буферных (развязывающих) каскадов и согласующих устройств.

Известен повторитель напряжения [Манаев Е.И. Основы радиоэлектрики. – М.: Радио и связь, 1985, рис. 10.18 на стр.237], содержащий операционный усилитель, вход повторителя образует неинвертирующий вход операционного усилителя, а выход – выход операционного усилителя, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с его выходом.

Недостатком его является то, что амплитуда выходного напряжения принципиально меньше амплитуды входного напряжения. Выходное напряжение повторителя определяется выражением

(1)

где – выходное напряжение повторителя, – его входное напряжение и k – коэффициент передачи, который, в принципе, меньше единицы

(2)

где K – коэффициент усиления операционного усилителя. Встречается потребность в значении коэффициента передачи, весьма близком к идеальному значению, равном плюс единице (k=1).

Известен повторитель [Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. – М.: Радио и связь, 1985, рис. 1.14 на стр.24], содержащий операционный усилитель, к неинвертирующему входу которого подключен резистор, свободный вывод последнего образует вход повторителя относительно «земли», между выходом и неинвертирующим входом операционного усилителя включены параллельно соединенные встречно включенные два диода, выход повторителя образует выход операционного усилителя, который также соединен с инвертирующим входом, между выходом и «землей» включены последовательно соединенные встречно включенные два стабилитрона.

Недостатком его является то, что амплитуда выходного напряжения меньше амплитуды входного напряжения. В схеме предусмотрены элементы для ослабления вредного влияния входной емкости операционного усилителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа схема повторителя напряжения [Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003, рис. 8.1, стр.288], содержащая операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с его выходом и образует выход схемы повторителя напряжения относительно «земли», неинвертирующий вход которого соединен с его выходом и образует выход схемы повторителя напряжения относительно «земли», неинвертирующий вход операционного усилителя образует вход схемы повторителя напряжения относительно «земли».

Недостатком ее является то, что амплитуда выходного напряжения меньше амплитуды входного напряжения. Имеется потребность в получении значения коэффициента передачи схемы повторителя напряжения, близком к идеальному значению, равном плюс единице.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в обеспечении получения значения коэффициента передачи неинвертирующего повторителя напряжения, близком к идеальному значению, равном единице.

Это достигается тем, что в неинвертирующий повторитель напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого образует вход неинвертирующего повторителя напряжения относительно «земли», введена совокупность четырех дополнительных элементов и изменено включение элементов, дополнительные первый и второй резисторы включены между собой последовательно, свободный вывод первого их них подключен к выводу имеющегося операционного усилителя, а свободный вывод второго заземлен, дополнительный конденсатор включен параллельно первому дополнительному резистору, общий вывод первого, второго дополнительных резисторов и дополнительного конденсатора соединен с неинвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, его выход соединен с его инвертирующим входом, а также образует выход неинвертирующего повторителя напряжения относительно «земли», общий вывод инвертирующего входа и выхода дополнительного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом имеющегося операционного усилителя.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1).

Неинвертирующий повторитель напряжения содержит операционный усилитель 1, неинвертирующий вход которого образует вход неинвертирующий повторителя напряжения относительно «земли». Выход операционного усилителя 1 подключен к последовательно соединенным резисторам 2 и 3, свободный вывод последнего заземлен. Параллельно резистору 2 подключен конденсатор 4. Общий вывод двух резисторов 2, 3 и конденсатора 4 соединен с неинвертирующим входом дополнительного операционного усилителя 5. Выход этого операционного усилителя образует выход неинвертирующего повторителя напряжения, а также соединен с его инвертирующим входом. Общий вывод инвертирующего входа и выхода операционного усилителя 5 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 1.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала () значения напряжений на входах и выходах имеющихся двух операционных усилителей неинвертирующего повторителя напряжения равны нулю.

Неинвертирующий повторитель напряжения работает следующим образом. При воздействии входного сигнала () выходное напряжение определяется выражением

(3)

где и – коэффициенты усиления операционных усилителей 1 и 5, γ – коэффициент передачи электрической цепи на резисторах 2 и 3, который определяется формулой

(4)

где – сопротивление резистора 2 и – сопротивление резистора 3. Коэффициент передачи неинвертирующего повторителя напряжения находится из выражения

(5)

В аварийных режимах максимальное выходное напряжение (справочный параметр) операционного усилителя 1 может превысить допустимое входное напряжение операционного усилителя 5. Для устранения этого введена электрическая цепь (делитель напряжения) на резисторах 2 и 3. При этом коэффициент передачи делителя должен удовлетворять условию

(6)

В то же время сумма сопротивлений и не должна быть меньше значения минимального сопротивления нагрузки () операционного усилителя 1 (справочный параметр)

(7)

Операционные усилители имеют входную паразитную емкость. Входная емкость

() операционного усилителя 5 шунтирует резистор 3, поэтому конденсатор 4 () введен для ослабления искажения передаваемого сигнала на высоких частотах. Тогда значение коэффициента передачи делителя на сопротивления и должно равняться значению коэффициента передачи делителя на емкостях () и ().

(8)

Значение максимального выходного напряжения многих операционных усилителей находится в районе десяти вольт. Допустимое входное напряжение для них лежит в районе единиц вольт. Значения коэффициента передачи γ из (6) определяется не на пределе, а с некоторым запасом и предположительно находится в районе значений 0,3 – 0,7.

Таким образом, инвертирующий повторитель напряжения позволяет обеспечить значение коэффициента передачи весьма близким к идеальному значению. Так при одинаковых операционных усилителях, например, коэффициенты передачи имеют значения в прототипе (2) –

а в инвертирующем повторителе напряжения (5) –

Неинвертирующий повторитель напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого образует вход неинвертирующего повторителя напряжения относительно «земли», отличающийся тем, что в него введена совокупность четырех дополнительных элементов и изменено включение элементов, дополнительные первый и второй резисторы включены между собой последовательно, свободный вывод первого из них подключен к выводу имеющегося операционного усилителя, а свободный вывод второго заземлен, дополнительный конденсатор включен параллельно первому дополнительному резистору, общий вывод первого, второго дополнительных резисторов и дополнительного конденсатора соединен с неинвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, его выход соединен с его инвертирующим входом, а также образует выход неинвертирующего повторителя напряжения относительно «земли», общий вывод инвертирующего входа и выхода дополнительного операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом имеющегося операционного усилителя.
НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 48.
27.01.2013
№216.012.20e1

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом заявленного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473918
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.246e

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом является обеспечение возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474828
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2803

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475763
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2804

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475764
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.10.2013
№216.012.7458

Измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Устройство содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, измерительную цепь, аналоговый сумматор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495441
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7459

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495442
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8334

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. Мост содержит две параллельные ветви,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499264
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.860f

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор, мостовую цепь и нуль-индикатор. Первый выход генератора подключен ко входу четырехплечей мостовой цепи, который образует общий вывод двух параллельно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499997
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a0f

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, оно может быть использовано для измерения параметров объектов, которые можно представить схемами замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников, а также его можно использовать для определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501025
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.03.2014
№216.012.aa4b

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения. Мостовой измеритель содержит последовательно соединенные генератор питающего сигнала, мостовую цепь и нуль-индикатор. Генератор содержит формирователи прямоугольных,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509310
Дата охранного документа: 10.03.2014
Показаны записи 1-10 из 79.
10.11.2014
№216.013.04b6

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532604
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.0511

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в импульсе по закону степенных функций, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. Генератор состоит из формирователей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532695
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.01.2015
№216.013.18a8

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, устройство позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537740
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d5e

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин посредством параметрических датчиков. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов с изменением напряжения в течение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538946
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.26f2

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к метрологии. Измеритель содержит генератор, мост, нуль-детектор. Генератор содержит формирователи импульсов, синхронизатор, коммутатор, усилитель мощности. Первая ветвь моста содержит объект измерения и одиночный резистор, общий вывод которых образует первый выход моста....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541423
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2baf

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников

Изобретение относится к области метрологии. Измеритель содержит генератор импульсов, мостовую цепь, нуль-индикатор. Мостовая цепь состоит из двух ветвей. Первая ветвь содержит клеммы и одиночный резистор. Вторая ветвь содержит два последовательно соединенных двухполюсника. Выходы мостовой цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542640
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.04.2015
№216.013.42c8

Измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике, управлению и промышленной электронике. Измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов, четырехполюсник с двухполюсником объекта измерения и двухполюсником с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548594
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.04.2015
№216.013.468f

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к метрологии и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор питающих импульсов, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. Мостовая цепь содержит две ветви, первая из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549567
Дата охранного документа: 27.04.2015
20.11.2015
№216.013.9233

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569043
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.02.2016
№216.014.cf41

Измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и управлению и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения и физических величин посредством параметрических датчиков. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575626
Дата охранного документа: 20.02.2016
+ добавить свой РИД