Диодный функциональный преобразователь

Диодный функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий операционный усилитель, токоэадакиций резистор ;и п трехвходовых диодно-резисторных элементов, каждый из которых выполнен на первом, втором и третьем масштабных резисторах и ограничительном диоде , первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя и первому выводу токозадающего резистора , первые выводы первых масштабнь1х резисторов, с второго по п-ый трехвходовнх диодно-резисторньтх элементов подключены к шине положительного опорного напряжения, первые выводы вторых и третьих масштабных резисторов п трехвходовых диодно-резисторных элементов подключены соответственно к входу преобразователя и выходу операционного усилителя,вторые выводы масштабных резисторов с третьего по п-ый трехвходовых диоднорезисторных элементов объединены, а во втором трехвходовом диодно-реэисторном элементе объединены вторые выводы второго и третьего масштабных резисторов и подключены к второму выводу ограничительного диода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него введен резистор смещения, в первый трехвходовой диодно-резисторный элемент - дополнительный диод, первая и вторая корректирующие цепочки, каждая из которых вьтолнена в виде последовательно соединенных диода и резистора , а в каждый из п трехвходовых диодно-резисторных элементов введены первый и второй дополнительные масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к второ- Q му выводу второго масштабного резис- S тора, а вторые выводы подключены со (О ответственно к второму выводу ограни чительного диода и шине нулевого потенциала , в первом трехвходовом диодно-резисторном элементе первый вывод первого масштабного резистора подключен к отрицательной шине опорного напряжения, а второй вывод через первую корректирующую цепочку подключен к входу преобразователя, второй вывод ограничительного диода подклюX ) чен через дополнительный диод и вто4 рую корректирующую цепочку соответственно к второму выводу второго масX ) штабного регистора и выходу операциND 3 онного усиЛителя, второй вход которо го через резистор смещения подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод токозадаюшего резистора подклю чен к шине положительного опорного напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5D G 06 G 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3441701/18-24 (22) 17.05.82 (46) 07 ° 04.84. Бюл.9 13 (72) П.И.Смаль и )0.M.Àãååâ (71) Краснодарский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 681.335.8(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 432535, кл.G 06 G 7/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 268754, кл.G 06 G 7/26, 1970 (прототип). (54)(57) ДНО (НЬФ ФУНК1 ИОНАЛЬН(..й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ), содержащий операционный усилитель, токозадающий резистор ,и и трехвходовых диодно-резисторных элементов, каждый из которых выполнен на первом, втором и третьем масштабных резисторах и ограничительном диоде, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя и первому выводу токозадающего резистора, первые выводы первых масштабных резисторов. с второго rro n-ый трехвходовых диодно-резисторных элементов подключены к шине положительного опорного напряжения, первые выводы вторых и третьих масштабных резисторов и трехвходовых диодно-резисторных элементов подключены соответственно к входу преобразователя и выходу операционного усилителя,вторые выводы масштабных резисторов с третьего по и-ый трехвходовых диоднорезисторных элементов объединены, а во втором трехвходовом диодно-резисторном элементе объединены вторые выводы второго и третьего масштабных резисторов и подключены к второму выводу ограничительного диода, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него введен резистор смещения, в первый трехвходовьй диодно-резисторный элемент — дополнительный диод, первая и вторая корректирующие цепочки, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода и резистора, а в кажцый из и трехвходовых диодно-резисторных элементов введены первый и второй дополнительные масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к второ- „. му выводу второго масштабного резис- 3 тора, а вторые выводы подключены соответственно к второму выводу ограни. чительного диода и шине нулевого потенциала, в первом трехвходовом ди- С одно-резисторном элементе первый вывод первого масштабного резистора подключен к отрицательной шине опорного напряжения, а второй вывод через первую корректирующую цепочку подключен к входу преобразователя, второй вывод ограничительного диода подключен через дополнительный диод и вто.рую корректирующую цепочку соответственно к второму выводу второго мас. штабного регистора и выходу операционного усилителя, второй вход которо

ro через резистор смещения подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод токозадаюшего резистора подклю чен к шине положительного опорного напряжения. 2

1084826

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен диодный функциональный преобразователь, содержащий дифферем циальный операционный усилитель, первый вход которого через дополни-.

5 тельный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен к и резисторам обратной связи, и трехвходовых диодно-резисторных ключей на операционных усилителях, первые входы которых соединены с источником двуполярного опорного напряжения, вторые входы — с основным входом преобразователя, а их выходы через входные резисторы присоединены f5 к второму входу дифференциального операционного усилителя, токозадающий резистор, один зажим которого со- единен с входом преобразователя по положительному опорному напряжению, а второй — c вторым входом дифференциального операционного усилителя, резисторы обратной связи которого соединены с третьими входами диоднорезисторных ключей (1) .

Недостатками данного преобразователя являются сложность структуры и сравнительно низкая точность воспроизведения за счет влияния погрешностей большого числа элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, токозадающий резистор и в трехвходных диодно-резисторных элементов каждый из которых выполнен на первом, втором и третьем масштабных резисторах и ограничительном диоде, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя и первому выво- 4О ду токоэадающего резистора, первые выводы первых масштабных резисторов и диодно-реэисторных элементов подключены к шине положительного опорного напряжения, первые выводы вторых и третьих масштабных резисторов п трехвходовых диодно-резисторных элементов подключены соответственно к входу преобразователя и выходу операционного усилителя, вторые выводы масштабных резисторов объединены $2) .5

Недостатком известного преобразователя является низкая точность воспроизведения функции на начальных участках аппроксимации.

Целью изобретения является повы55 шение точности аппроксимации.

Поставленная цель достигается тем что в диодный функциональный преобра. эователь, содержащий операционный усилитель, токозадающий резистор и 6О трехвходовых диодно-резисторных элементов, каждый из которых выполнен на первом, втором и третьем масштабных резисторах и ограничительном диоде, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя и первому выводу токозадающего резистора, первый вывод первых масштабных резисторов с второго no n-ый трехвходовых диодно-реэисторных элементов подключены к шине положительного опорного напряжения, первые выводы вторых и третьих масштабных резисторов и трехвходовых диоднорезисторных элементов подключены соответственно к входу преобразователя и выходу операционного усилителя,вторые выводы масштабных резисторов с третьего по и-ый трехвходовых диоднорезисторных элементов объединены, а во-втором трехвходовом диодно-реэисторнсм элементе объединены вторые . вывоцы второго и третьего масютабных. резисторов и подключены к второму выводу ограничительного диода, введен резистор смещения, в первый трехвходовой диодно-резисторный элемент дополнительный диод, первая и вторая корректирующие цепочки, каждая из Ко торых выполнена в виде последовательно соединенных диода и резистора, а в каждый из и трехвходовых диоднорезисторных элементов введены первый и второй дополнительные масштабные резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к второму выводу второго масштабного резистора, а вторые выводы подключены соответственно к второму выводу ограничительного диода и шине нулевого потенциала, в первом трехвходовом диоднорезисторном элементе первый вывод первого масштабного резистора подключен к отрицательной шине опорного напряжения, а второй вывод через первую корректирующую цепочку подключен к входу преобразователя, второй вывод ограничительного диода подключен через дополнительный диод и вторую корректирующую цепочку соответственно к второму выводу второго масштабного регистора и выходу операционного усилителя, второй вход которого через резистор смещения подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод токозадающего резистора подключен к шине положительного опорного напряжения.

На чертеже приведена схема диод-. ного функционального преобразователя.

Устройство содержит операционный усилитель 1, токозадающий резистор 2, ограничительные диоды 3 — 3, первые дополнительные резисторы 4 -4я, вторые дополнительные резисторы 5q-5п, первые, вторые и третьи масштабные резисторы 6,-6>, 71-7 и 81-8, первую корректирующую цепочку из последовательно соединенных резистора

9 и диода 10, вторую корректирующую цепочку иэ резистора 11 и диода 12, 1084826 дополнительный диод 13 и резистор 14 смещения.

Первый вход операционного усилителя 1 через токозадаюций резистор 2 подключен к положительной шине опорного напряжения +Е и через ограничительные диоды 3 -3 соединен с первыми дополнительными резисторами 4 -4

1 6> вторые выводы которых объединены с первыми выводами первых, вторых и третьих масштабных резисторов 63-6„, 7 -7„ и 8>- 88 соответственно и через вторые дополнительные резисторы 51-5„ соединены с шиной нулевого потенциала, вторые выводы первых масштабных резисторов 6 -6 подключены к шине по- 15 ложительного опорного напряжения +Е, вторые выводы резисторов 7 -7< и

8>-8п соединены соответственно с входом преобразователя и выходом операционного усилителя 1, во втором >р диодно-резисторном элементе первые выводы резисторов 7g и 8> объединены с первым выводом дополнительного резистора 4, в первом трехвходовом диодно-резисторном элементе первый вывод первого масштабного резистора

6> подключен к отрицательной шине опорного напряжения -E а второй вывод через первую корректирующую цепочку из последовательно соединенных резистора 9 и диода 10 подключен к входу преобразователя, второй вывод ограничительного диода 3 подключен через дополнительный диод 13 и вторую корректирующую цепочку, состоящую иэ последовательно включенных ре-З5 зисторов 11 и диода 12 соответственно к второму выводу второго масштабного резистора 7, к выходу операционного усилителя 1, первый вывод резистора

7 подключен к входу преобразователя,40 второй вход операционного усилителя

1 через резистор 14 смешения соединен с шиной нулевого потенциала.

Для компенсации погрешности от входных токов сопротивление реэисто. 45 ра 14 выбрано равным сопротивлению параллельно включенных резисторов

7л> 81 8 9 и 11.

Схема преобразователя работает следующим образом. 50

При нулевом входном сигнале — U

1 все диоды, кроме 3, и 12, закрыты, коэффициент передачи операционного усилителя 1 минимален. Операционный усилитель 1 в этом случае охвачен отрицательной обратной связью, потенциал его первого входа близок к нулю.

Следовательно, через резистор 2 протекает ток, определяемый величиной напряжения +Е и сопротивлением резистора 2. Требуемое выходное напряжение U> при U> - =0 устанавливается путем выбора сопротивлений резисторов 7>, 8 и 11. Если на вход схемы подать отрицательное входное напряжение — U„, то выходное напряжение увеличивается, коэффициент передачи схемы определяется отношением сопротивлений резисторов 7 и 8 . За счет выбора сопротивлений резисторов 9 и

11 первыми включатся диоды 3 > и 13, а затем диод 10, коэффициент передачи схемы возрастет и при дальнейшем уменьшении входного напряжения включится диод 3: и выключится диод 3 и 8>. Если входное напряжение — Ux продолжает уменьшаться, то происходит последовательное подключение последующих и отключение предыдуших диодов 3 -3». Изменение коэффициента передачи происходит как при включении, так и при выключении диода. Число участков аппроксимации заданной функциональной зависимости равно

N = 2К вЂ” 1> где K — количество трехвходовых диодно-резисторных элементов °

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность диодного Функционального преобразователя. Погрешность воспроизведения степенных функций с помощью диодного функционального преобразователя, содержащего семь трехвходовых диоднорезисторных элементов, составляет

0,06-0,08Ъ от полной шкалы выходного напряжения.

При введении специальных мер термостабилиэации погрешность воспроизведения степенных зависимостей с помощью предложенного изобретения может быть уменьшена до 0,01-0,02% от полной шкалы выходного напряжения.

1084826

Составитель Н.Зайцев

Редактор Л.Гратилло Техред Т.Иаточка КорректорГ.Решетник

Заказ 2013/45 Тираж 699 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