Сумматор — SU 1772807 (original) (raw)
(505 6 06 6 7/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Самарский политехнический институт им. 8, В. Куйбышева и Московское производственное объединение "Манометр" (72) Г, Н. Кирюшин и С. И. Мильман (56) Л.Фолкенберри. Применение операционных усилителей и линейных ИС, М "Мир", 1985, стр, 108, рис. 5. 1.Авторское свидетельство СССР М 1101842, кл, 6 06 6 7/14, 1982,е.Ы 2 пп 1 772807 А 1(57) Использование: суммирование нескольких сигналов от источников напряжения и преобразование этой суммы в ток для передачи по линии связи, Сущность изобретения: сумматор содержит блок 1, состоящий из и входных источников напряжений, блок 2, содержащий и масштабных резисторов, блок 3, содержащий п операционных усилителей, параметрический стабилизатор 4, резистор 5 нагрузки и источник 6 питающего напряжения. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроении для суммирования нескольких сигналов от нескольких источников напрякения и преобразования этой суммы в ток для передачи его по линии связи.Известна схема последовательного суммирования сигналов от двух источников напряжения в виде разбалансированной мостовой цепи, диагонали питания которой подключены к своим источникам питания, а их измерительные диагонали, с целью суммирования сигналов, соединены последовательно 1,Известен инвертирующий сумматор, содеркащий операционный усилитель, весовые (входные) резисторы и резистор обратной связи, общая точка всех резисторов обратной связи подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, свободные выводы весовых резисторов являюгся входными, а свободный вывод резистора обратной связи соединен с выходом усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной схемы 2,Недостаток этого сумматора состоит в том, что коэффициент передачи сумматора определяется отношением резистора обратной связи к весовому, причем внутреннее сопротивление входного источника входит в величину весового резистора, В подавляющем большинстве случаев внутреннее сопротивление источника входного сигнала изменяется в достаточно широких пределах во времени и в зависимости от величины входного сигнала и температуры окружающей среды, что приводит к ощутимой ошибке суммирования,Прототипом предлагаемому сумматору является неинвертирующий сумматор, содержащий усилитель, нагруэочный резистор, масштабные резисторы и двухполярный источник питания, причем неинвертирующий вход операционного усилителя через соответствующие масштабные резисторы подключен к входным клеммам неинвертирующего сумматора, а нагрузочный резистор включен между выходом операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен со средним выводом двухполярного источника питания, а инвертирующий вход подключен к шине нулевого потенциала 3.Этот сумматор обладает всеми недостатками предыдущего аналога. Цепью изобретения является повышение точности суммирования сигналов и рас 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ширение функциональных возмежностей сумматора.Поставленная цель достигается тем, что в сумматор, содержащий и источников входных напряжений, одни иэ выводов которых объединены и соединены с шиной нулевого потенциала и с одним из выводов нагрузочного, резистора, и масштабных резисторов и основной операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, а выводы питания подключены к источнику питающего напряжения, введены параметрический стабилизатор и идополнительных операционных усилителей, инвертирующие входы которых соединены с их выходами, выход основного операционного усилителя и выходы и - 1 дополнительных операционных усилителей через и соответствующих масштабных резисторов подключены к шине нулевого потенциала, неинвертирующие входы всех и операционных усилителей подключены к свободным выводам соответствующих источников входных напряжений, выводы питания и - 1 дополнительных операционных усилителей подключены к источнику питающего напряжения и к внешним выводам параметрического стабилизатора, выход которого соединен со свободным выводом нагруэочного резистора,На чертеже изображена принципиальная электрическая схема сумматора.Сумматор содержит блок 1, состоящий из п входных источников напряжений, блок 2, содержащий и масштабных резисторов, блок.3, включающий в себя основной и и - 1 дополнительных операционных усилителей, параметрический стабилизатор 4, резистор 5 нагрузки и источник 6 питающего напряжения,Одним из выводов всех источников входных напряжений блока 1 объединены и подключены к шине нулевого потенциала, соединенного с общей точкой и масштабных резисторов блока 2 и резистором 5 нагрузки. Выводы питания всех операционных усилителей блока 3 подключены к источнику б питания и к внешним выводам входу) параметрического стабилизатора 4. Каждый инвертирующий вход операционного усилителя соединен с собственным выходом и свободным выводом соответствующего ему масштабного резистора блока 2. Неинвертирующий вход каждого операционного усилителя блока 3 соединен с соответствующим ему источником входного напряжения блока 1, Резистор 5 нагрузки подключен между шиной нулевого потенциала и выходом (внешний вывод) параметрического стабилизатора 4,(2) не К - коэффициент усиления -го у 35В - входное напряжение 1-го усилителя, К - масштабный резистор 1-го усилитеВу- резистИз ,2) видннагрузки зависки. Однако пристоль малой встора Ясправепредела от (2).т. о. ИщК -ф р нагрузки,о, что в общем случт от сопротивления ндостаточно большомличине масштабногодлива операция нахожд 40 е ток агрузрези ИЯ 45 В Составитель Г,КирюшиТехред М.Моргентал рректор М Максимишине аказ 3847 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская каб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарика, 1 Сумматор работает следующим образом.При подключении питания к устройствуи наличии входных напряжений на входахоперационных усилителей по нагрузке потечет ток, определяемый соотношениемн= -О)1(1)в ,где В - напряжение на входе 1-го операци 10онного усилителя,и - число усилителей в схеме,К - масштабные резисторы блока 2.Формула (1) справедлива для случаяодинаковых масштабных резисторов блока2,Из (1) следует, что предложенный сумматор выполняет одновременно и функцию преобразователя суммы входных напряжений в ток, ибо он не зависит от нагрузки 5, безусловно при соблюдении некоторых условий.Эти условия определяются величиной коэффициента усиления отдельно взятого усилителя, величиной масштабного резистора и, естественно, заданной погрешностью преобразования, Так, для отдельно взятого усилителя с учетом конечной величины коэффициента усиления его выходной ток определяется соотношением вида 3нОВТеперь ясна формула (1), ибо ток нагрузки есть сумма токов каждого усилителя.Из изложенного следует, что предложенное устройство является одновременно и преобразователем суммы входных напряжений в ток.В отличие от прототипа, предложенный сумматор может суммироваться с высокой точностью при значительном изменении внутреннего сопротивления входного источника, ибо указанное сопротивление в формулах не участвует.Формула изобретения Сумматор, содержащий и источников входных напрякекий, одни из выводов которых объединены и соединены с шиной нулевого потенциала и с одним из выводов нагрузочного резистора, и масштабных резисторов и основной операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, а выводы питания подключены к источнику питающего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем преобразования суммы входных напряжений в ток, в него введены параметрический стабилизатор и и - 1 дополнительных операционных усилителей, инвертирующие входы которых соединены с их выходами, выход основного операционного усилителя и выходы и - 1 дополнительных операционных усилителей через п соответствующих масштабных резисторов подключены к шине нулевого потенциала, неинвертирующие входы всех и операционных усилителей подключены к свободным выводам соответствующих источников входных напряжений, выводы питания и - 1 дополнительных операционных усилителей подключены к источнику питающего напряжения и к внешним выводам параметрического стабилизатора, выход которого соединен со свободным выводом нагрузочного резистора,