Диодный функциональный преобразователь

Мл" . бибl ио ы МЙA

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

K ABTOPCKOM3 СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 430390

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 29.01.73 (21) 1879968/18-24 с присоединением заявки Ke— (32) Приоритет—

Опубликовано 30.05.74. Бюллетень хе 20

Дата опубликования описания 8.1.75. (51) М.Кл. G 06g 7/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.8 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. Ю. Аржененко, H. Г. Балабсшко и Ю. В. Горбатов

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны диодные функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель, к входу которого подключены выходы диодно-резисторных элементов, входы последних подсоединены к источнику. входного сигнала и отрицательному зажиму источника двухполярного опорного напряжения, а между выходом операционного усилителя и выходами диоднс-резисторных элементов включен резистор. Погрешность известных преобразователей обусловлена температурным изменением характеристик полупроводниковых диодов.

С целью повышения точности предлагаемый диодный функциональный преобразователь содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого подключен к входу операционного усилителя, а катод соединен с общей точкой диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы — с шиной отрицательного опорного напряжения; общая точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоединена к общей точке первого и второго резисторов.

На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя.

К входу операционного усилителя 1 под2 ключен анод входного диода 2 и входной резистор 8. Катод диода 2 соединен с выходами двухвхсдовых диодно-резисторных элементов

41 — 4„, содержащих резисторы 51 — 5„и б — б, точки соединений которых подключены к анодам диодов 71 — 7„. Выходами диодно-резисторных элементов 4,— 4„являются катоды диодов 71 — 7„ . Выход операционного усилителя 1 через резистор 8 обратной связи

10 соединен с выходами двухвходовых диоднорезисторных элементов41 4„, Точка соединения третьего и четвертого резисторов 9 и 10 подкл|очена к катоду диода 11, анод которого подключен к катоду диода 12, а анод диода 12

15 соединен со средней точкой делителя напряжения 18, содержащего первый и второй резисторы 14 и 15. Свободные выводы резисторов

14 и 15 подключены к шине нулевого потенциала и к шине 1б положительного опорного .",з напряжения соответственно. Шины отрицательного опорного напряжсння и входного напряжения ооозначсны соответственно 17 и 18.

Схема раоотает следующим образом.

Предположим, что диоды 7 — 7„, нсполь25 зуемыс в диодно-резисторных элементах

4,— 4„, и входной диод 2 имеют од|шаковый температурный коэффициент е1 и одинаковую температуру с диодами 11 и 12 (например, в диодных интегральных матрицах). Тепловые зо явления в полупроводниковых диодах приво430390

3 дят к сдвигу вольт-амперной характеристики диода по оси напряжений.

Так как современные операционные усилители обладают малым входным током (10 — 20 иа) и большим коэффициентом усилеция по напряжению (до 1бО дб), то потенциал входа операционного усилителя 1 можно считать равным нулю, а ток, протекающий через диод 2, имеет постоянную величину, опредсляемую отношением напря>кения на поло>кительной шине опорного напряжения +L: к сопротивлению резистора,>. Следовательно, при равенстве температуры и температурных коэффициентов напряжения токи, протекающие через диоды 7,— 7„, не зависят от изменений температуры диодов 7> — 7„.

Падение напряжения на диоде 2 приводит к изменению выходного напряжения U, что компенсируется выбором сопротивлений резисторов 8, 9, 10, 14 и 1о из условия

U, (To) = О, (1) где AU>, — изменение выходного напряжения

U» (То), U,1, (То) — напряжения на катодах диодов 2 и 11 соответственно при температуре

ТО, Рз, Rs, R9 — сопротивления резисторов 8, 8 и 9 соответственно.

Изменение температуры диода 2 приводит к изменению падения напряжения на нем и, следовательно, к изменению выходного напряжения U Это компенсируется выбором сопротивлейия резисторов 9, 10, 14 и 15 из условия где е> — температурный коэффициент напряжения точки соединения резисторов

9 и 10 и катода диода 11.

Напряжение на выходе диодного функци4 онального преобразователя, параметры схемы которого выбраны так, что выполняются условия (1) и (2), не зависит от изменений температуры диодов 71 — 7„.

Предложенная схема компенсации температурной погрешности диодного функционального преобразователя может быть использована для диодных функциональных преобразователей, содержащих диодно-резисторные элементы в цепи обратной связи операционного усилителя. В случае подключения к входам диодно-резисторных элементов отрицательного сигнала можно использовать предложенную схему компенсации температурной погрешности диодного функционального преобразователя, изменив полярно ть включения диодов и источников опорного напряжения на противоположные.

Предмет изобретения

Диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, 25 вход которого подключен через входной резистор к шине положительного опорного напряжения, выход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен с оощей точкой двухвходовых диодно-резисторных элеЗ0 ментов, подключенных своими входами к шинам входного и отрицательного опорного напряжений, а между шиной положительного опорного напряжения и шиной нулевого потенциала включен делитель напряжения из по35 следовательно включенных первого и второго резисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого

40 подключен к входу операционного усилителя, а катод соединен с общей точкой двухвходовых диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы — с шиной отрицательного опорно45 го напряжения; общая точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоединена к общей точке первого и второго резисторов.

430390

Составитель О. Сахаров

Техред А. Камышникова! сдактор Е. Караулова

Корректор Н, Стельмах

Подписное

МОТ, Загорский цех

Заказ 5498 Изд. № 1637 Тираж 624

ЦНИИПИ Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5