Бустерна схема перетворення напруги

Реферат: Бустерна схема перетворення напруги належить до електроніки при застосуванні операційних підсилювачів (ОП) для узгодження та наступного перетворення сигналів у вузлах радіоелектроніки. Бустерна схема містить послідовно з'єднані повторювач напруги на операційному підсилювачі і основну схему перетворення, де вихід повторювача напруги додатково підключено до неінвертуючого входу його операційного підсилювача, в якому інвертуючий вхід підключено до входу бустерної схеми підсилення напруги. В одному варіанті основна схема перетворення містить неінвертуючий підсилювач з класичним підключенням інвертуючого та неінвертуючого входів її операційного підсилювача. В іншому варіанті основна схема перетворення містить інвертуючий підсилювач з класичним підключенням інвертуючого та неінвертуючого входів її операційного підсилювача. При чому повторювач напруги використовують після основної схеми перетворення. Технічним результатом є підвищення точності перетворення без суттєвих змін у схемах, як повторювана, так і основної схеми перетворення. UA 99655 C2 (12) UA 99655 C2 UA 99655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Бустерна схема перетворення напруги належить до області електроніки для узгодження та наступного перетворення сигналів у вузлах радіоелектроніки при застосуванні операційних підсилювачів (ОП). Загально відомі схеми бустерів у вигляді повторювачів напруги на ОП, які вирішують проблему узгодження опору джерел сигналу та наступних каскадів підсилення, але вони не враховують похибок перетворення [Джонсон М.Х. Электроника - практический курс, Москва: Техносфера. 2006, 512 с., ил., ISBN 5-94836-086-5]. Відомий спосіб задання коефіцієнта підсилення інваріантної активної схеми на операційному підсилювачі [патент України №86780 опубл. 25.05.2009, бюл. №10 МПК (2009) H03G 3/00] визначає і враховує методичну похибку перетворення довільної схеми не тільки за значенням, але і за знаком. Це дозволило виконати повторювач напруги зі скомпенсованою 12 методичною похибкою до рівня 10- [патент України №91759 опубл. 25.08.2010, бюл. №16 МПК Н03Н 11/00]. За недолік можна вважати те, що досягнуте стосується тільки повторювача, а не всієї схеми підсилення. Найбільш близьким за технічною суттю рішенням є відома бустерна схема перетворення сигналів, яка складається з основного підсилювача та повторювача напруги на його вході (бустера) [Алексеенко А.Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. И.П. Степаненко/. - М.: Радио и связь, 1982, с. 361, рис. 10.17 в)]. Недоліком цієї та подібних схем є низька точність роботи за відсутності контролю похибок функціонування елементів бустерної схеми. Технічною задачею винаходу є підвищення точності перетворення за рахунок компенсації складових методичних похибок, що призводить до зменшення абсолютної похибки роботи довільної класичної схеми при застосуванні бустера на вході чи на виході. Вказана задача досягається тим, що до бустерної схема перетворення напруги, яка містить послідовно з'єднані повторювач напруги на операційному підсилювачі і основну схему перетворення, згідно винаходу, вихід повторювана напруги додатково підключено до неінвертуючого входу його операційного підсилювача, в якому інвертуючий вхід підключено до входу бустерної схеми перетворення напруги. В бустерній схемі перетворення напруги, за винаходом, основна схема перетворення містить інвертуючий або неінвертуючий підсилювач з класичним підключенням інвертуючого та не інвертуючого входів її операційного підсилювача. При цьому повторювач напруги (бустер) запропонованого включення може використовуватись після основної схеми перетворення. На кресленні приведена бустерна схема підсилення із прикладом застосування неінвертуючого підсилювача в якості основного перетворювача напруги, включеного після запропонованої схеми бустера. Бустерна схема підсилення містить (кресл.): операційний підсилювач 1 - ОП1, вихід 2 якого з напругою U2 підключено до неінвертуючого входу 3 ОП1-1, на інвертуючий вхід 4 якого заведена вхідна напруга U1. Операційний підсилювач 5 - ОП2 своїм неінвертуючим входом 6 підключено до виходу 2 ОП1-1, а виходом 7 з'єднано з подільником 8 вихідної 9 напруги U3. Точка 10 ділення у пропорції 11 n=R1/(R1+R2) виділяє n-частину напруги U3 і підключена до інвертуючого входу 12 операційного підсилювача 5 - ОП2. Роботу та обґрунтування достовірності перетворень в запропонованій бустерній схемі (кресл.) можна описати наступним чином. eop Функціонування повторювача напруги опишемо з урахуванням теоретичного  on 45 та робочого  Uon1коефіцієнтів перетворення відносно власного коефіцієнта КОП підсилення операційного підсилювача ОП1-1: U2   O  U2   O  U1; U2 1   O    O  U1; U2  eop  on1    O ; 1   O   O  U1; 1   O  Uon1  1 . Аналогічно для основної схеми підсилення на ОП2-5 маємо: 50 U3   O  U2  n   OU3; U3 (1 n   O )   O  U2 ; eop  on 2   O ; 1  n   O  Uon2  1 . n Таким чином, теоретичний і робочий коефіцієнти підсилення всієї схеми визначаються добутком відповідних множників. При цьому комутативний закон множення встановлює незалежність черговості включення бустера та підсилювача: 1 UA 99655 C2  eop eop  Ueop   on1   on 2 2 2   O  O   O   O    2 1   O 1  n   O 1   O 1  n   O  1  n   O   O  n   O ; 1 1 1 ;  U   Uon1   Uon2  1  . n n n Абсолютну похибку  а перетворення визначають як різницю теоретичного і робочого  Uon2  коефіцієнтів підсилення бустерної схеми: 2   O 1  a   Ueop   U   ; 2 1  n   O   O  n   O n a  5 2 2  n   O  1  n   O  n   O  1  n   O   O  . 2 2 n  1  n   O   O  n   O n  n 2   O  n   O  n   O   2 2 З урахуванням того, що n