Функциональный преобразователь

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскин

Социапистическик

Республик (iii752374

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.07.78 (2l )2639689/18 24 с присоединением заявки J% (23 ) Приоритет (53)M. Кл.Cj 06 Gj 7/26

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 30.07.80, Бюллетень .Рй 28 по делам иеаоретений и открытиЯ (53) УДK 681.335, .813 (088,8) Дата опубликования описания 01.08.80 (72) Автор изобретения

A. Г. Бурик (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен функциональный преобразователь (ФП), содержащий операционный усилитель с резисторами в цепи обратной связи, параллельно которому включены шунтирующие цепочки из последовательно включенных стабилитронов и резисторов.

Между точкой соединения стабилитрана с резистором и точкой нулевого потенциала включен сглаживающий фильтр 111

Такой преобразователь воспроизводит только монотонную функцию с невысокой точностью, поскольку существенное влияние на точность оказывают изменение рабочей температуры и нелинейности начальных участков характеристик стабилитронов.

Наиболее близок по техническому ре1 шению к предлагаемому функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, ко входу которого подклю чены операционные усилители с резисторами и диодами в обратной связи. Входы операционных усилителей подключены ко входу преобразователя P)

Недостатком преобразователя является низкая точность воспроизведения функций, так как в нем отсутствует схема термокомпенсации ухода характеристик диодов.

Цель изобретения — повышение точности работы, Для достижения поставленной цели . функциональный преобразователь, содер10 р жащий выходной сумматор с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, выход которого является вы ходом преобразователя, ко входт сумматора подключены первые выводы друх групп входных масштабных резисторов, второй вывод каждого вхоштого масштаб ного резистора первой группы подключен к выходу соответствующего операционного усилителя, входы всех операционных усилителей через входной масштабный резистор соединены со входом преобразователя, в обратной связи каждого операционнжо усилителя включен соответст3 752 вующий масштабный резистор, содержит дополнительные масштабные резисторы, стабилитроны и инверторы, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующегo операционного усилителя, а выход через последовательно соединенные пару стабилитронов и дополнителт ный масштабный резистор соединен со входом соответствующего операционного усилителя, общий вывод каждогб дополнительного масштабного резистора и пары стабилитронов соединен со BY îðûì выводом соответствующего входного масштаб ного резистора второй группы, в каждой паре стабилитроны включены встречно.

На чертеже предс авлена схема функционального преобразователя.

Функционал ьный преобразователь со держит выходной сумматор 1 с первым масштабным резистором 2 в цепи обратной связи, выход которого является выходом преобразователя 3, ко входу сумматора подключены первые выводы двух групп входных масштабных резисторов

4<-4 и 5 — 5п операционные усилители 6 — 6, входы всех оперционных усилителеи через входной масштабный резистор 7 соединены со входом преобразователя 8, в обратной связи каждого операционного усилителя включен соответствующий масш габный резистор 9 -9 и .

Кроме того, он содержит дополнительные масштабные резисторы 10 -100 стабилитроны 11 -11д и инверторы (инвертирующие усилители). 12<-12 и

Функциональный преобразователь работает следующим образом, Стабилитронами 11 устанавливаются границы участков аппроксимации заданной нелинейной характеристики.

Сопротивлениями масштабных резисторов 10 и 5 устанавливаются наклоны участков аппроксимации с учетом условий температурной инвариантности.

Подбором сопротивлений резисторов

9>-9п устанавливается наклон начального участка .аппроксимации. Каждый участок аппроксимации формируется прохождением сигнала по двум следующим цепям: основной цепи (усилители 6 и 1); цепи компенсации (усилители 6,12,1).

Устойчивая работа преобразователя обеспечивается подбором сопротивлений резисторов 10 большим, чем сопротивление резисторов 9, Исключение влияния нелинейности характеристик стабилитронов на вид реализуемой функции осущесгвляется следующим образом.

Йо открьггия стабилитрона его обратное сопротивление изменяется по нелинейному закону и существенно больше сопротивлений резисторов 4 и 10. Поэтому токи, протекающие пб цепи обратной связи к цепи компенсации, идентичны по характеру изменения и определяются величиной обратного сопротивления стабилитрона.

Основное влияние на погрешность пре10 образователя оказывает изменение параметров полупроводниковых стабилитронов под влиянием рабочей температуры, что приводит к параллельному сдвигу его вольт-амперной характеристики, 15 Эта погрешность равна нулю при выполнении следующего условия температурной инвариантности преобразсвателя и ЪЗ

+ ь

f3

20 где К „ — коэффициент йередачи основной цепи, II

К; — коэффициент передачи цепи компенсации, — коэффициент передачи цепи по25 ложительной обратной связи (Р ™7!йО)

Я и Я„ - сопротивления резисторов 7 и 10.

При реализации характеристики, нахоЗ0 дящейся в 1(ХУ) квадранте, и положительной производной наклона участков аппроксимации преобразующей цепью прохождения сигнала являются усилители 6 и 1, а цепь, состояшая из последовательно включенных усилителей 6, 12 и 1, обеспечивает компенсацию влияния нелинейности начального участка характеристики стабилитрона и температурную стабилизацию. При отрицательной производ40 ной наклона участков аппроксимации преобладающей цепью прохождения сигнала является последовательно включенная цепь усилителей 6,12 и 13, а компенсация осуществляется по цепи усилите45 лей 6 и 1, Укаэанные обстоятельства придают ФП определенные особенности как по функциональным возможностям, так и по характеру распределения аппаратурной погреш50 ности.

Технический эффект предложения заключается в повышении точности воспроизведений функций эа счет исключения температурной погрешности преобразовате

55 ля. формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор с первым

5 7 масштабным резистором в цепи обратной связи, выход которого является выходом преобразователя, ко входу сумматора UoA ключены первые выводы двух групп входных масштабных резисторов, второй вывод каждого входного масштабного резистора первой группы подключен к выходу соответствующего операционного усилителя, входы всех операционных усилителей через входной масштабный резистор сое динены со входом преобразователя, в обратной связи каждого операционного усилителя включен соответствующий масштабный резистор, î r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительные масштабные резисторы, стабилитроны и инверторы, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего операционного

52374 усилителя, а выход через последовательно соединенные пару стабилитронов и дополнительный масштабный резисгор соединен со входом соответствующего операционного усиля геля, общий вывод каждого дополнительного масштабного резистора и пары стабилитронов соединен со вторым выводом соответствующего входного масштабного резистора второй группы, в каж

to дой паре стабилитроны включены встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 5 % 386405> кл. 5 06 g 7/26, 1970.

2. Гибридная вычислительная система

ГВС-100. Сб. статей, иэд. Институ"га проблем управления, 1974, с, 81-84 (прототип) Составитель О. Сахаров

Редактор Л. Веселовская Техред И. Асталош КорректорМ. Шароши

Заказ 4751/10 Тираж 751 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

< илиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4