Диодный функциональный преобразователь

325614

О Л И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 17.1Ч,1970 (Л" 1430361/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.I,1972. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 24.II.1972

М. Кл. G 06g 7/26

Комитет по делам иаобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

УДК 681.335.813 (088.8) - гi " 103i1АQ

tg х

Авторы изобретения

О. H. Сахаров и А, A. Маслов

Заявитель

ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны функциональные преобразователи, содержащие операционные усилители с двухвходовыми диодными элементами, подключенными к источникам входного сигнала и опорного напряжения. Для настройки указанных преобразователей испольуется большое количество потенциометров, включенных в цепь входного сигнала и в цепь опорного напряжения, и дополнительных резисторов различных номиналов.

Для упрощения схемы, уменьшения количества настроечных потенциометров, сокращения числа номиналов используемых резисторов и повышения точности воспроизведения функции предлагается диодный функциональный преобразователь, содержащий суммирующий операционный усилитель и двухвходовые диодные элементы, резисторы которых подключены к точкам соединения основного и компенсирующих диодов. При этом диодные элементы разделены на две группы и компенсирующие диоды элементов каждой группы, кроме последних, включены между точками соединения резисторов с основными диодами. Резисторы цепи обратной связи операционного усилителя подключены к точкам соединения основного и компенсирующего диодов первых элементов обеих групп.

При таком построении функциональных преобразователей упрощается их настройка и повышается точность воспроизведения функции, На чертеже приведена схема преобразователя.

Ко входу операционного усилителя 1 подключены диодные элементы с потенциональнозаземленными диодами 2гг, дополнительными диодами 8гг, резисторами 41г, 5п, би и настро10 ечными потенцпометрами 7гг. Первые входы диодных элементов соединены с источником входного сигнала, вторые входы — с источником опорного напряжения — E. Кроме того вход операционного усилителя через резистор

15 8 соединен с источником компенсирующего напряжения - -Е.

Выход операционного усилителя подключен через резистор 9 к точке соединения диодов

20 2 и 8 первого дподного элемента, через резистор 10 — к точке соединения диодов 2а и 8 второго диодного элемента и через резистор

11 — к точке соединения диода 2с с резистором дс.

25 При входном сигнале, меньшем U„, все диодпые элементы, кроме 2с, заперты и выходное напряжение усилителя равно нулю (при равенстве сопротивлений резисторов 5с и 8), В обратной связи операционного усилителя

30 включсн резистор 11.

325614

При входном сигнале U.,= U, диод 2 отпирается, что обеспечивается определенным соотношением сопротивлений резисторов 4ь

5ь б и положением движка потенциометра 7ь

Наклон линейного участка аппроксимирующей ломаной определяется отношением сопротивления параллельно включенных резисторов обратной связи 11 и 9 резисторов входной цепи диода 2ь На этом участке одновременно работают два диодных элемента — нулевой и первый, Запирание нулевого диодного элемента происходит при U„= U„>, резистор 11 выключается из обратной связи усилителя, наклон следующего аппроксимирующего участка увеличивается и определяется отношением сопротивлений резистора обратной связи 9 и резисторов входной цепи диода 2ь На этом участке работает один, первый, диодный элемент.

При входном сигнале U< = U.;„. происходит отпирание второго диодного элемента, и наклон следующего линейного участка определяется одновременной работой первого и второго диодных элементов. При этом в обратной связи усилителя включены параллельно резисторы

9 и 10. Запирание первого диодного элемента происходит при U = U,, и наклон четвертого участка аппроксимации определяется отношением сопротивлений резистора обратной связи

10 и резисторов входной цепи диода 2>. На этом участке работает один второй диодный элемент.

При входном сигнале U = U,, происходит отпирание диода 23 и, подобно ранее рассмотренному, на пятом участке работают второй и третий диодные элементы.

При этом происходит отпирание диода 8ь и параллельно резистору 63 и потенциометру 73 включается резистор 6> и потенциометр 7ь а параллельно резисторам 43 и 53 — резисторы

4 и5ь

Включение и выключение остальных диодных элементов происходит аналогично. Вслед за .третьим диодным элементом включается четвертый, причем за счет отпирания диода 3 параллельно резисторам 44 и 5 оказываются включенными резисторы 4 и 5, а параллельно резистору 64 и потенциометру 7> — резистор б и потенциометр 73.

Таким образом, при работе диода 23 все соответствующие резисторы группы четных диодных элементов оказываются включенными параллельно друг другу, а все резисторы группы. нечетных диодных элементов включены параллельно при работе диода 23.

З0

Такой принцип работы позволяет значительно сократить количество номиналов используемых i5 преобразователе резисторов, ll уменьшить число резисторов, включенных в обратную связь усилители, до трех. Кроме этого в предлагаемом преобразователе использован способ фиксации напря кений переключения диодных элементов относительно точек на оси ординат, распределенных по степенному закону, с показателем степени па единицу больше порядка аппроксимирующего полинома. Это позволяет исключить необходимость перестройки точек переключения элементов нелинейного преобразователя при условии сохранения для достаточно широкого класса функций близкого к оптимальному закону разбие-. ния оси аргумента.

Принцип распределения точек переключения диодных элементов из условия разбиения оси ординат заданной функции по квадратичному закону обеспечивается подбором сопротивлений резисторов 4 и 5 диодных элементов и изменением величины напряжения — К в зависимости от крутизны заданной функции.

Настройка функционального преобразователя на воспроизведение заданной функции заключается в выборе положений движков потенциометра 7, определяющих наклон линейных участков.

За счет применения диодных элементов, работающих по принципу двухкратного использования, удается воспроизводить заданную функцию числом линейных участков, вдвое превышающим число используемых диодных элементов, что существенно повышает точность воспроизведения.

Предмет изобретения

Диодный функциональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией, содержащий операционный усилитель, к суммирующей точке которого подключены двухвходовые дподные элементы, в каждом из которых резистор связан с точкой соединения основного и компенсирующего диодов, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки и повышения точности работы преобразователя, в нем диодные элементы разделены на две группы, причем компенсирующие диоды соседних элементов каждой группы, кроме последних, включены между. точками соединения резисторов с основными диодами, а резисторы цепи обратной связи операционного усилителя подключены к точкам соединения основного и компенсирующего диодов первых элементов обеих групп.

325614

Редактор E. Гончар

Заказ 322/10 Изд. № 55 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И. Шелипова

Техред 3. Тараненко

Корректоры: Т. Китаева и Н. Шевченко