Диодный функциональный преобразователь
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ (») 430392
Сокзз Соаетекик
Соцн ели стическнх
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 30.10.72 (21) 1846330/18-24 с присоединением заявки— (32) Приоритет—
Опубликовано 30.05.74. Бюллетень ¹ 20
Дата опубликования описания 03.11.75 (51) М.Кл. G 06g 7/26
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.8 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. Ю. Аржененко, Н. Г. Балабошко и Ю. В. Горбатов
Московский ордена Ленина авиационный институт имени Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.
Известны диодные функциональные преобразователи, содержащие дифференциальный операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи и диодно-резисторными элементами, подключенными к источнику входного сигнала и отрицательному зажиму источника двухполярного опорного напряжения. Недостатком известных схем является низкая точность работы, обусловленная температурным изменением характеристик полупроводниковых диодов.
В предлагаемый диодный функциональный преобразователь для повышения точности введены диоды и входные резисторы, первый и второй из которых включены последовательно между источником отрицательного опорного напряжения и первым входом дифференциального усилителя, а их общая точка через третий входной резистор соединена со вторым входом дифференциального усилителя и катодом первого из последовательно и согласно включенных диодов, анод последнего из которых через четвертый входной резистор подключен к источнику положительного опорного напряжения преобразователя.
Схема устройства приведена на чертеже.
К первому входу дифференциального операционного усилителя 1 подключены выходы
2 диодно-резисторных элементов 2> — 2", содержащих последовательно соединенные резисторы 31 — З„и 4 — 4„, точки соединения которых подключены к анодам диодов 5 — Г„.
5 Выходами диодно-резисторных элементов являются катоды диодов 51 — 5„. Выход дифференциального операционного усилителя 1 через резистор отрицательной обратной связи б соединен с первым входом. Второй вход усилителя 1 через дополнительный резистор 7 соединен с шиной нулевого потенциала. Преобразователь содержит также входные резисторы 8 — 10.
Анод диода 11 подключен к катоду дио15 да 12, а анод диода 12 через четвертый входной резистор 13 подключен к источнику положительного опорного напряжения 14. В преобразователе имеются также источники отри. цательного опорного и входного напряжений
15 и 1б.
Схема работает следующим образом.
Предположим, что диоды 51 — 5„, используемые в диодных элементах 2> — 2,, имеют одинаковый температурный коэффициент напряжения и одинаковую температуру с дйодами 11 и 12, что, например, справедливо для интегральных диодных матриц. Тепловые явления в полупроводниковых диодах приводят к сдвигу вольт-амперной характеристики диоS0 да по оси напряжений.
430392
Так как современные твердосхемные интегральные дифференциальные" операКионные усилители обладают малым ьходным током (50 — 500 на) большим коэффициентом усиления дифференциального сигнала (до 100 дб) высокой степенью относительно ослабления синфазного сигнала (до 120 дб), то входным током можно пренебречь, а разность" потенциалов между входами дифференциального усилителя. охваченного отрицательной. офитной связью, считать пренебрежимо малой. Допустим, что при расчетной температуре потенциалы входов дифференциального операционного усилителя 1 и точки соединения катода диода 11 со входными резисторами 8 — 10 равны нулю. Для того чтобы при изменении температуры токи через дйоды 5 — 5„ остались неизменными, необходимо компенсировать изменение падений напряжений на этих дйодах, что осуществляется изменением потенциала второго входа (а следовательно, и первого) дифференциального операционного усилителя 1. Номиналы сопротивлений резисторов 7 и 9 выбираются из .соотношения
Rz в2 Р 1Р (1) где Rz, 8g — сопротивления резисторов 7 и 9; в — температурный коэффициент напряжения точки соединения катода диода 11 со входными резисторами 8 — 10.
При выполнении условия (1) токи, протекающие через диоды 5> — 5„, не будут зависеть от изменений температуры.
Изменение потенциала первого входа дифференциального операционного усилителя приводИт к изменению выходного напряжения
U, которое компенсируется с помощью входного резистора 8. Сопротивление этого резистора выбирается таким, чтобы" выполнялось соотношение
ЛУ у (ЛТ) = в ЛТ вЂ” (82 — pl) ЛТ вЂ” = О, (2) R8 где ЛУ (КТ) — изменение выходного напря5 жения в зависимости от изменения темйературь1;
Ре, Рз — сопротивления резиСторов б, 8.
Лабораторные исследованця показывают, 1О что напряжение на выходе диодного - функционального преобразователя, параметры схемы которых выбраны такими, чтобы выполнялись условия (1) и (2), не зависит от изменения температуры диодов 5> — 5,, 15
Предмет изобретения
Диодный функциональный преобразова20 тель, содержащий дифференциальный усилитель с резистором в цепи обратной связи, к первому входу которого подсоединены выходы двухвходовых диодно-резисторных элементов, подключенных своими входами к источ25 нику напряжения и источнику отрицательного опорного напряжения преобразователя, а его второй вход соединен через дополнительный резистор с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения
Ж точности работы, он содержит диоды и входные резисторы, первый и второй из которых включены последовательно между источником отрицательного опорного напряжения преобразователя и первым входом дифференциальз5 ного усилителя, а их общая точка через третий входной резистор соединена со вторым входом дифференциального усилителя и катодом первого из последовательно и согласно включенных диодов, анод последнего диода
40 через четвертый входной резистор подключен к источнику положительного опорног6 напря- жения преобразователя.
430392
Составитель О. Сахаров
Техред А. Камышникова
Редактор В. Левитов
Корректор А. Дзесова
МОТ, Загорский цех
Заказ № 5497 Изд № 1636 Тираж 624 Подписнос
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобоетений и открытий
Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5
