Источник опорного напряжения

 

Область использования: в качестве преобразователя постоянного нестабильного напряжения в постоянное стабильное напряжение . Сущность изобретения: устр-во содержит операционный усилитель 1 с аналоговым умножителем 2 двух напряжений в цепи отрицательной обратной связи. Выход усилителя 1 соединен с шиной выходного напряжения, с неинвертирующим входом усилителя 1 и с первым входом умножителя 2, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом, а выходс инвертирующим входом усилителя 1. Использование такой схемы позволяет получить выг.оксотпбмльное напряжение постоянного тока с низким уровнем шумов без использования специальных опорных элементов, например , стабилитронов.1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 05 F 1/56!

r ц,". -, Я „-ф,Я

К ПАТЕНТУ

СО 43

Ql

C)

Я)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство ссср (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4940929/07 (22) 25.06.91 (46) 15.00.93. Б.ол. Иг 30 (71) Научно-исследовательский институт радиоприборостроения (72) П.А.Дзарданов (73) Научно-исследовательский институт радиоприборостроения (56) Хоровиц П„Хилл У, Искусство схемотехники, M.: Мир, 1984, т.1, стр. 285, рис, 5,2.

Там же книга, стр. 317, рис. 5,20; (54) ИСТОЧНИКОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Область использования. в качестве преобразователя постоянного нестабильного напряжения в постоянное стабильное наИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам на полупроводниковых приборах, предназначенных для преобразования исходного постоянного нестабильного напряжения о выходное постоянное стабильное напряжение, Целью изобретения является увеличение стабильности и снижение уровня шума выходного напряжения источника опорного напряжения, Функциональная схема источника опорного напряжения представлена на чертех<е, Источник опорного напряжения содержит операционный усилитель 1 с цепями о рицательной и положительной обратной связи. и аналоговый умножитель 2, цепь первый вход — выход которого испо lb3083l. в качестве цепи отрицательной обратной связи., . Ж,, 1835085 АЗ пряжение. Сущность изобретения: устр-во содержит операционный усилитель 1 с аналоговым умножителем 2 двух напряжений в цепи отрицательной обратной связи. Выход усилителя 1 соединен с шиной выходного напряжения, с неинвертирующим входом усилителя 1 и с первым входам умножителл

2, второй вход которого соединен с нсинвертирующим входом, а выход — с инвертирующим входом усилителя 1. Использование такой схемы позволяет получить вы"..Окс табильное напряжение постоя.- наго тока низким уровнем шумов беэ использования специальных опорных зле . ентов, например, стабилитранав. 1 ил.

Работа описываемого источника опорного напряжения основана на использовании следующих известных соотношений между положительными значениями аргумента и функции вида у = x (степенная фун2 кция), а именно у < х при х < 1, у > х при х >

1 иу=х при х=1.

В схеме роль функции у выполняет выходное напряжение аналогового умножителя 2 напряжений (включенного в режиме квадратора входного напряжения), а в качестве аргумента х используется входное напряжение умножителя 2 (квадратора), равное выходному напряжени;о устройства.

Такая схема находится в состоянии равновесия (устойчивом состоянии) только тогда, когда ее выходное напряжение (выходное напряжение устройства) равно единичному значению (1 вольту). Покажем, что это действительно так. Допустим. что выходное на1835085 пряжение устройства, оставаясь положительным, оказалось менее 1в. Тогда, пройдя через умножитель 2 (квадратор), это напряжение должно уменьшиться по величине, оставаясь положительным (см, вышеприведенные соотношения для функции вида ух ). Следовательно; напряжение на инвертирующем входе операционного (дифференциального) усилителя 1 окажется менее напряжения на его неицвертирующем входе, и, следовательно, выходное напряжение операционного (дифференциального) усилителя (имеющего достаточно большой коэффициент усиления) будет увеличиваться до тех пор, пока его значение станет равным

l в (единичному значению).

Допустим теперь, что выходное напряжение устройства оказалось более l в. Тогда, пройдя через умножитель 2 (квадратор) оно увеличится (возрастет), и напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 окажется более напряжения на

его неинветрирующем входе, что вызовет уменьшение величины выходного напряжения усилителя до тех пор пока его значение вновь станет равным le.

Таким образом только в случае, когда выходное напряжение устройства (усилителя) равно единичному значению (1 вольту), напряжения на обоих входах операционного усилителя оказывается практически одинаковыми (равными 1 вольту) и выходное напряжение устройства автоматически устанавливается равным также 1 вольту, при котором схема оказывается в устойчивом состоянии (равновесии}.

Иэ укаэанного и вытекают вышеприведенные соотношения.

При этом потенциалы входов операционного усилителя могут отличаться между собой только на пренебрежимо малую величину, определяемую как сумма напряжения смещения нуля, используемого операционного усилителя, и напряжения необходимого для получения на его выходе напряжения

lв. Так, при использовании в качестве операционного усилителя интегральной схемы типа 140УД17 разность потенциалов между его входами будет менее величины 5 10 В.

30 ный элемент (например, стабилитрон или другой эталон)..

Формула изобретения

Источник опорного напряжения, содер35 жащий операционный усилитель, выход которого соединен с шиной выходного напряжения непосредственно, а своими неинвертирующими и инвертирующими входами — через цепи положительной и

40 отрицательной обратной связи соответственно, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности и снижения уровня шума выходного напряжения, в качестве цепи отрицательной обратной связи использована цепь первый вход — выход введенного аналогового у лножителя двух напряжений, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя.

50

Выходное напряжение величиной именно в

1 вольт выбрано только для упрощения описания работы устройства. Если в качестве аналогового умножителя 2 напряжений использовать интегральную схему перемножителя сигналов типа 525ПС1, включенную в режим квадратора, то на такой схеме умножения будет реализована функция у- kx, где постоянное значение k можно изменять в широких пределах путем подачи на специальные выводы интегральной схемы регулируемых постоянных напряжений. В этом случае равновесие в описываемой схеме наступит при значении выходного напряже15 1 ния, равном величине — вольт к (доказательство аналогичное вышеприведенному), и поэтому в зависимости от выбранной (заданной) величины К можно

20 получить постоянное выходное напряжение устройства как менее так и более одного вольта (в том числе и равное 1 вольту при

k. 1. При использовании для построения схемы точных интегральных схем (например

140УД17 и 525ПС1) выходное напряжение схемы оказывается очень стабильным и может использоваться в качестве источника опорного напряжения, в составе которого в яаном виде (физически) отсутствует опор1035ооэ

1 I

Составитель С.Ситко

Техред М.Моргентал

Корректор А.Мотыль

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2714 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5