Диодный функциональный преобразователь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическ из
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 25,Х1.1968 (№ 1285017/18-24) с присоединением заявки № 1285016/18-24
Приоритет
Опубликовано 10.IV.1970. Бюллетень ¹ 14
Дата опубликования описания 27Х11.1970
Кл, 42m<, 7/26
МПК G 06@
УДК 681.335.813 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Заявитель
А. А. Маслов, В. А. Киселев и О. Н. Сахаров - :
Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе
ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Предлагаемое устройство относится к аналоговой вычислительной технике.
Известны функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель с диодно-резисторными элементами, подключенными к источникам входного сигнала и опорного напряжения.
Предлагаемый диодный функциональный преобразователь, содержащий трехвходовые диодные элементы, отличается тем, что третьи входы диодных элементов соединены с выходом операционного усилителя. Такое выполнение устройства обеспечивает возможность использования каждого диодного элемента дважды — в одном узле аппроксимации при
его включении (выключении) и в другом узле — при его выключении (включении). Таким образом количество диодных элементов, необходимое для воспроизведения заданной функции, может быть уменьшено вдвое. Кроме этого, повышается точность и значительно упрощается расчет схемы.
Схема устройства приведена на фиг. 1; на .фиг. 2 представлена зависимость токов I — Iz — г от входного напряжения U„; на фиг. 3 — блок-схема функционального преобразователя с двухвходовыми диодно-резисторными элементами.
На входе операционного усилителя 1 (фиг. 1) включены диодные элементы 2п, выполненные по схеме с потенциально заземленными диодами Згг и дополнительными диодами 4п и содержащие резисторы 5л, бгг, 7гг.
Первые входы диодных элементов соединены с источником входного сигнала U», вторые входы — с источником опорного напряжения — Е, а третьи входы подключены к выходу операционного усилителя. Вход операционного усилителя соединен также через резистор 8 с
1Q источником компенсирующего напряжения
+ Е.
Рассмотрим случай, когда при нулевом входном сигнале диоды всех диодных элементов открыты, а потенциал на входе усилителя
1s за счет выбора сопротивления резистора 8 устанавливается равным нулю. Поскольку все резисторы 7п включены через диоды параллельно операционному усилителю, усиление последнего при всех открытых диодах будет
2Q минимальным. При достижении входным сигналом величины напряжения, равного сумме опорного напряжения — Е и выходного напряжения /, при равенстве сопротивлений резисторов 5>, б1, 7ь диод 8 запирается. При этом
25 резистор 7, выключается из цепи обратной связи операционного усилителя, коэффициент усиления которого увеличивается, а следовательно, увеличивается крутизна S„òoêoâîé характеристики функционального преобразо30 вателя.
268754 где
Зо
При вторичном достижении равенства указанных напряжений диод 8t отпирается, резистор 7 включается в цепь обратной связи операционного усилителя и, следовательно, изменяется крутизна токовой характеристики функционального преобразователя. При этом можно подобрать величины сопротивлений резисторов 51, бь 7 так, чтобы при включении, как и при выключении диодного элемента, коэффициент усиления усилителя изменялся в одном направлении, причем на заданные законом разбиения функции величины.
Легко доказать, что приращение наклона
ЛК, в точке, равное разности К вЂ” Кг 1, и приращение наклона ЛК> в точке 1, равное разности К> — К1 t, для токовых характеристик функционального преобразователя могут быть выражены
ЛУ У (tJ f — 1) (1)
AK (К1 — т К- ) (2) у
$ — наклон токовой характеристиУ ки диодного элемента по входу
S > и S . — суммарные наклоны токовых характеристик диодных элементов в точках i и 1 соответственно.
В выражении (1) К,>) К t и в выражении (2) К1 1) К,, поэтому приращения наклона ЛК, и ЛК1 имеют одинаковый знак.
Аналогично осуществляется работа остальных диодно-резисторных элементов.
Для функционального преобразователя, схема которого представлена на фиг. 3, первые входы диодных элементов 91 — 9„подключены к источнику входного сигнала U . Вход по опорному напряжению диодного элемента 9t подключен через резистор 101 к источнику опорного напряжения — Е, а входы по опорному. напряжению всех остальных диодных элементов (9> — 9„) соединены через резисторы
10„- — 10„с выходом операционного усилителя
20,11. Выходы всех диодных элементов подклю,чены ко входу операционного усилителя. Ко входу операционного усилителя подключен также через резистор 12 источник входного сигнала U В исходном состоянии, когда
U = О, диодный элемент 9t закрыт. С ростом входного сигнала диодный элемент 9t открывается, и крутизна токовой характеристики S функционального преобразователя увеличивается. При дальнейшем росте входного сигнала последовательно выключаются диодные элементы 9> — 9„. При этом происходит отключение резисторов 12, включенных при открытых диодах 132 — И„в цепь обратной связи операционного усилителя, а следовательно, увеличивается коэффициент усиления усили:теля и крутизна характеристики S функционального преобразователя.
Значение крутизны токовой характеристики будет определяться выражением
S„; — а 1+1 =
s„— ь где а = ab, а =, х, и у, соответственно х проводимости входной цепи и цепи обратной связи функционального преобразователя при i выключенных диодных элементах, а коэффициенты а и b определяются параметрами элементов функционального преобразователя.
Предмет изобретения
Диодный функциональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией, содержащий трехвходовые диодно-резисторные элементы, первые входы которых подключены к источнику входного сигнала, вторые входы — к источнику опорного напряжения, а выходы диодно-резисторных элементов соединены со входом опер ационного усилителя, отличаюи1ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей каждого элемента и повышения точности, третьи входы диодно-резисторных элементов подключены к выходу операционного усилителя. к
Фиг, 3
Составитель И. А. Шелипова
Редактор Н. С. Коган Техред Л. Я. Левина Корректоры: E. Ласточкина и В. Петрова
Заказ 2007/14 Тираж 480 Подписное
LIHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
