Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2542I2

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42гп, 7/26

Заявлено 24.Ч11.1968 (№ 1260077/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.Х.1969. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 18.III.1970

МПК G 06@

УДК 681.335.813(088.8) 11омитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Предлагаемый преобр азов атель относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны функциональные .преобразователи, основанные на принципе кусочно-нелинейной аппроксимации, содержащие операционные усилители постоянного тока с диоднорезисторными элементами во входной цепи или в цепи обратной связи. Однако они недостаточно точны вследствие низкой температурной стабильности.

Предлагаемый преобразователь отличается

0Т известных тем, что в,нем каждый диоднорезисторный элемент содержит подключенную к источникам входного и опорного напряжений мостовую резисторную схему, в которой к точкам подключения резисторов плеч моста к резистору, включенному в диагональ, присоединены р азноименными выводами два диода, один из которых подключен к источнику термозависимого напряжения, а другой соединен с суммирующей точкой операционного усилителя.

Это позволяет повысить статическую точность и стабильность характеристики преобразователя.

На фиг. 1 показана блок-схема функционального преобразователя; на фиг. 2 — варианты диодно-резисторного элемента.

Преобразователь содержит входные цепи 1, цепь обратной связи 2 и операционный усилитель 3, Диодно-резисторный элемент содержит дио5 ды 4 — б и резисторы 7 — 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Цепи 1 или 2 (либо те и другие вместе) могут содержать несколько параллельно

10 включенных диодно-резисторных элементов для кусочно-нелинейной аппроксимации, которые дают возможность сократить число отрезков разбиения интервала изменения аргумента при той же статической точности аппрокси15 мации, и за счет того, что управление диодами вблизи точек отпирания производится цепями с низким выходным сопротивлением, значительно улучшить динамические свойства устройства по сравнению со случаем ку20 сочно-линейной .аппроксим ации. Причем стабильность характеристик устройства не уступает стабильности преобразователей с кусочно-линейной аппроксимацией.

Если полярности диодов соответствуют по25 казанным на фнг. 2, а опорное напряжение

Е,„отрицательно, когда при входном напряжении U 0 диод 5 закрыт, а диод 4 открыт. Сопротивление резистора 9 выбрано намного меньшим, чем у остальных резисторов схемы. Поэтому при увеличении входного на254212 пряжения напряжение на положительном выводе диода 5 медленно нарастает в соответствии с параметрами делителя напряжения, определяемого в основном резисторами

8, 9 и 11 и прямым сопротивлением диода 4. 5

При определенном значении входного сигнала диод 5 начинает открываться, и выходной ток нелинейно растет.

Когда диод 5 полностью отпирается, выходной ток цепочки растет по линейному за- 10 кону. При дальнейшем увеличении U, íàчинает запираться диод 4, управляемый делителем напряжения с низким выходным сопротивлением, параметры которого определяются резисторами 7, 9 и 10 и прямым сопротив- 15 лением диода 5. Выходной ток снова нарастает по нелинейному закону. Когда диод 4 полностью закрывается, то эквивалентная схема цепочки совпадает с обычной схемой диодно-резисторной цепочки для кусочно-ли- 20 нейной аппроксимации, причем выходной ток теперь изменяется линейно. Если при некоторых значениях входного напряжения на диоде 5 получается слишком болыпое напряжение, могущее вызвать заметный обратный 25 ток диода, то для подавления сигнала обратной полярности между положительным выводом диода 5 и землей может быть включен дополнительный диод б.

Для компенсации температурной погрешности на диод 4 подано термозависимое напряжение 1 (Т). Это напряжение должно линейно меняться в зависимости от температуры окружающей среды, и может быть получено 35 обычными методами, например применением термосопротивлений. Величина изменения этого напряжения должна равняться сумме изменений напряжений открывания диодов 4 и

5. Для реализации монотонной зависимости 40 требуется только один источник термозависимого напряжения.

В диодной цепочке, показанной на фиг. 2, имеется один сравнительно неточный резистор 9 и четыре более точных. Точность последних определяется требуемой точностью аппроксимации функциональной зависимости.

Для сокращения числа точных резисторов и уменьшения их величины без повышения потребляемой мощности последовательно с источником входного или опорного напряжения можно включить еще один резистор. В этом случае надобность в резисторе 9 отпадает (он может быть пересчитан в остальную схему). В результате получают схемы, показанные на фиг. 3а и Зб. В этих схемах, два резистора, включенные между диодами, имеют точность меньшую, чем точность аппроксимации функциональной зависимости, а остальные три резистора точные. Схемы 3, а и

3, б могут быть .получены и другим способом, например, с .помощью замены одного из двух треугольников сопротивлений, образующих мостовую схему, эквивалентной звездой сопротивлений.

Предмет изобретения

Функциональный преобразователь, реализующий способ кусочно-нелинейной аппроксимации, содержащий операционный усилитель постоянного тока с диодно-резисторными элементами во входной цепи и в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в нем каждый диодно-резисторный элемент содержит подключенную к источнику входного и опорного напряжений мостовую резисторную схему, в которой к точкам подключения резисторов плеч моста к резистору, включенному в диагональ, присоединены разноименными выводами два диода, один из которых подключен к источнику термозависимого напряжения, а другой соединен с суммирующей точкой операционного усилителя.

254212

Фиг. 1

Есм.

9 иг. За.

9ъ2. М

Составитель И. А. Шелипова

Техред Т. П. Курилко Корректоры: А. Николаева и М. Коробова

Редактор Л. А. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 386/9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4(5