Функциональный преобразователь

Функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий первый.дифференциальный операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора и выходу нелинейного элемента , вход которого соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя, инвертирующий вход которого является входам преобразователя , отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения входного сопротивления преобразователя, в него введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного . усилителя, второй вывод первого двухполюсника соединен.с выходом второго дифференциального операционного усилителя, второй вывод второго двухполюсника соединен с шиной нулевого потенциала преобразователя, выход первого дифференциального операционного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистора (Л и с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) Э(1) 6 06 G 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3438526/18-24 (22) 12.0).82 (46) 23.08.83 ° Бюл. 9 31 (72) Т.A. Пунгас, 3.P. Kpyyce и М.А. Пунгас (53) 681.335(088.8) (56) 1., Авторское свидетельство СССР

Р 376777, кл. G 06 G 7/26, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3271899,кл.G 06 G 7/26, 1981 (прототип). (54)(57 ) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый,дифференциальный операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора и выходу нелинейного элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя, инвертирующий вход которого является входом преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения входного сопротивления преобразователя, в него введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного . усилителя, второй вывод первого двухполюсника соединен .с выходом второго дифференциального операционного усилителя, второй вывод второго двухполюсника соединен с шиной нулевого потенциала преобразователя, выход первого дифференциального операционного усилителя соединен с вто- ф рым выводом токозадающего резистора и с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя. C

1037285

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при конструировании преобразователей для получения нелинейных соотношений между входными и выходными сигналами.

Известен функциональный преобразователь, содержащий источник преобразуемого напряжения, повторитель напряжения, входной резистор, нелинейный элемент, первый и второй диф- t0 ференциальные операционные усилитель, два резистора и делитель напряжения Ql).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого через входной резистор соединен с первым входом устройства, а не инвертирующий — с шиной нулевого потенциала, и второй дифференциальный операционный усилитель, выход которого через нелинейный элемент соединен с инвертирующим входом пер". g вого дифференциального операционного усилителя, выход которого соединен через резистор с первым входом устройства v. с инвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя, а через последовательно подключенные резисторы — c вторым .входом устройства, причем общая точка последовательно подключенных резисторов соединена с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя f 2 .

Для известных устройств характерно то, что входное сопротивление преобразователя недостаточно высокое для использования прямо на выходе 40 прецизионных измерительных приборов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем повышения входного сопротивления преобразователя. 45

Поставленная цель достигается тем., что в функциональный преобразователь, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому щ выводу токоэадающего резистора и выходу нелинейного элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя, инвертирующий вход которого является входом преобразователя, введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного усилителя, второй вывод первого двух.полюсника соецинен с выходом второго дифференциального операционного уси" лителя, а второго двухполюсника - с шиной нулевого потенциала преобразователя,.выход первого дифференциаль- 65 ного операцибнного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистора и с неинвертирующим входом второго дифференциального онерационного усилителя.

На чертеже представлена блок-схе" ма функционального преобразователя.

Преобразователь содержит первый и второй дифференциальные операционные усилители 1 и 2, нелинейный элемент 3, токозадающий резистор 4, первый и второй двухполюсники 5 и 6.

Преобразователь работает следую" щим образом.

Дифференциальный операционный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью через токоэадающий резистор 4, а на неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 1 подается напряжение смещения, снимаемое с выхода дифференциального операционного усилителя 1 при помощи комплексного делителя.

Дифференциальный операционный усилитель 2 охвачен обратной связью через нелинейный элемент 3, токоэадающий резистор 4 и дифференциальный

I операционный усилитель 1.

При приведенном включении, благодаря действию общей обратной связи, на неинвертирующем входе дифференциального операционного усилителя 2 создается напряжение (U ), близкое к напряжению преобразуемого сигнала (ubx ) ()а=(и-.Eg, (1) где R — напряжение между инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального операционного усилителя 2.

Само напряжение 0q определяется соотношением 5 (2)

Я к где 0 — напряжение на выходе дифференциального операционного усилителя 2; коэффициент усиления дифференциального операционного усилителя .2.

В функциональных преобразователях необходимо, чтобы ток q через нелинейный элемент 3 соответствовал бы точно соотношению приложенного к преобразователю напряжения 0 < и сопротивления (K4 ) токоэадающего резистора 4.

Для определения значения указанного тока 1, который вообще определяется током (14) через токозадающий резистор 4,,необходимо еще опре", делить значения напряжений на неинвертирующем входе (u„) дифференциального операционного усилителя 1 и значение напряжения между инвертирующим и неинвертирующим входами

1037285 (5) Составитель Н. Зайцев

Редактор Л. Гратилло Техред И.Гайду Корректор й. Ференц

Заказ 6013/52

Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дифференциалЬного операционного усилителя 1 0

Напряжение U„ определяется

0„=

К6 5+ 6 где " - сопротивление токозадающего резистора 61 сопротивление токозадающего резистора 5.

Напряжение (6 ) между входами дифференциального операционного уси- fO лигеля 1 определяется

0 с— (4)

4 к где К. - коэффициент усиления дифференциального операционного15 усилителя 1.

На основе имеющихся соотношений (1) — (4) можно выписать значение тОка 1 равнОе тОку 14

0z

11. 4. - + 14 R +К 3

Ц -< 04 И -Ы - — u 20

КФ = . К ц, О 0, 4 к кукл Ц+д 0

1 4 1 Rg 4

0э1 (1+ ь)+Ь (,« гг г- — ) 25 4

Как видно из (5), ток через не- . линейный элемент 3 зависит от первой линейной части и второй нелинейной части (в общем случае напряжение U 30 нелинейно. связано с преобразуемым ,напряжением Uax ) .

Выбирая коэффициент делителя Й и R6 равным значению

"6 1 1

Ф .1

" +R6 "2 "а ke (б) нелинейная составляющая тока 1 4 скомпенсируется и окончательно

0 „„(.,-" ) (7) ток через нелинейный элемент определяется линейно через преобразуемое напряжение, сопротивление токозадаю- . щего резистора и коэффициент усиления дифференциального операционного усилителя 1.

Технико-экономический эффект заключается в том, что в предлагаемом преобразователе действительно достигается высокое входное сопротивление, определяемое входным сопротивлением дифференцмального операционного усилителя 2 в режиме повторителя. Дополнительно в предлагаемой схеме компенсируется нелинейная составляющая погрешности за счет того, что нелинейное напряжение на входе дифференциального операционного усилителя 2 Р< компенсируется нелинейным напряжением обратной фа,зы Uq .