Функциональный преобразователь

Функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий дифференциальный усилительный каскад, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом функционального преобразователя, а его коллектор йодключен к положительной пине источника питания, соединенной через второй генератор тока с коллектором второго транзистора и базой выходного транзистора, эмиттер которого является выходом функционального преобразователя, а коллектор подключен к положительной шине источника питания, п аппроксимирукнцих элементов , каждый из которых выполнен на транзисторе, коллекторы транзисторов аппроксимирующих элементов объединены с коллектором второго транзистора дифференциального усилительного каскада , а эмиттеры объединены с эмиттерами первого и второго транзисторов дифференциального усилительного каскада, п резистивных делителей напряжения, первые выводы которых подключены к шине нулевого потенциала , средний вывод первого резистйв ного делителя напряжения подключен к базе второго транзистора дифференциального усилительного каскада, а второй вывод подключен к выходу преобразователя , базы транзисторов (п-1)-го аппроксимирующих элементов, соединены со средними выводами соответствующих резистивных делителей напряжения со второго поП-ый, последовательно соединенные п резисторов смещения и третий генератор тока, бвободные выводыпервого резистора смещения и третьего генератора тока подключены соответственно к выходу преобразователя и отрицательной пшне источника питания, общие выводы И резисторов смещения подключе ы ко вторым выводам соответствую щих резистивных делителей напряжения со второго по и -ый, общая точкаП -го резистора смещения и третьего генера:л тора тока соединена -с базой транзисND to Ю тора аппроксимирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диах пазона преобразователя, в него введены п дополнительных генераторов тока и п дополнительных аппроксимирующих элементов, выполненных на транзисторах , коллекторы и эмиттеры которых подключены соответственно к коллектору и эмиттеру первого транзистора дифференциального усилительного каскада , п дополнительньк резистивных целителей напряжения, первые и вторые выводы которых подключены соот

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) з са G 06 G 7/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ

j (21) .3639068/24-24 (22) 11.07.83 (46) 30. 12.84.Бюп. N 48 (72) В.Е.умный» Ю.И.Белоносов, А.M.Èëüÿíîê и И.А.Левко (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (53) 681.335(088.8) (56) 1. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д.Шейнгольда. "Мир", 1977, с. 361 рис. 3,5.1.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 987794, кл. С 06 G 7/26, 1982 (прототип). (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий дифференциальный усилительный каскад, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом функционального преобразователя, а его коллектор подключен к положительной шине источника питания, соединенной через второй генератор тока с коллектором второго транзистора и базой выходного транзистора, змиттер которого является выходом функционального преобразователя, а коллектор подключен к положительной шине источника питания, и аппроксимирующих элементов, каждый из которых выполнен на транзисторе, коллекторы транзисторов аппроксимирующих элементов объединены с коллектором второго транзистора дифференциального усилительного каскада, а эмиттеры объединены с эмиттерами первого и второго транзисторов дифференциального усилительного

lкKа сcкKа да, и резистивных делителей напряжения, первые выводы которых подключены к шине нулевого потенциала, средний вывод первого резистив-! ного делителя напряжения подключен к базе второго транзистора дифференциального усилительного каскада, а второй вывод подключен к выходу преобразователя, базы транзисторов (n-1)-го аппроксимирующих элементов соединены со средними выводами соответствующих резистивных делителей напряжения со второго no ll -ый, последовательно соединенные )) резисторов смещения и третий генератор тока, свободные выводы первого резистора смещения и третьего генератора тока подключены соответственно к выходу преобразователя и отрицательной шине источника питания, общие выводы fl резисторов смещения подключены ко вторым выводам соответствующих резистивных делителей напряжения со второго по )) -ый, общая точка O.-ro резистора смещения и третьего генератора тока соединена с базой транзистора l) -го аппроксимирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразователя, в него введены и дополнительных генераторов тока и и дополнительных аппроксимирующих элементов, выполненных на транзисторах, коллекторы и эмиттеры которых подключены соответственно к коллектору и эмиттеру первого транзистора дифференциального усилительного каскада, и дополнительных резистивных делителей напряжения, первые и вторые выводы которых подключены соот1132298 ветственно к входу преобразователя и к шине нулевого потенциала, а средние выво 1ы каждого из которых подключены к базам транзисторов соответствующих п дополнительных аппроксими4

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике.

Известны функциональные преобразователи., содержащие операционные усилители с нелинейными диодными элементами в цепи обратной связи Я .

Недостатком этих преобразователей . является низкая точность., 10

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный усилительйый каскад, выполненный на двух тран- 15 зисторах, змиттеры которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом функциональ- 20 ного преобразователя, а его коллектор подключен к положительной шине. источника питания, соединенной через второй генератор тока с коллектором второго транзистора дифференци- 25 ального усилительного каскада и с базой выходного транзистора, эмиттер которого является выходом функционального преобразователя, а коллектор подключен к положительной шине источ- g0 ника питания, II аппроксимирующих элементов, каждый из которых выполнен на транзисторе, коллекторы транзисторов аппроксимирующих элементов, объединены с коллектором второго

35 транзистора дифференциального усилительного каскада, а эмиттеры объединены с эмиттерами первого и второго транзисторов дифференцнального усилительного каскада, и резистивных делителей напряжения, первые выводы кото . 40 рых подключены к шине нулевого нотенциала, средний вывод первого резистивного делителя напряжения подключен к базе второго транзистора дифферен4S циального усилительноГо каскада, а рующих элементов, которые через соответствующие 11 дополнительных генераторов тока подключены к отрицательной шине источника питания.

2 второй вывод подключен к выходу преобразователя,базы транзисторов (п-1)—

ro аппроксимирующих элементов соединены со средними выводами соответствующих резистивных делителей напряжения со второго по п-ный, последовательно соединенные и транзисторов смещения и третий генератор тока, свободные выводы первого резистора смещения и третьего генератора тока подключены соответственно к выходу преобразователя и отрицательной шине источника питания, общие выводы п резисторов смещения подключены к вторым выводам соответствующих резистивных делителей напряжения со второго по 11 -ый, общая точка 0 -го резистора

l смещения и третьего генератора тока соединена с базой транзистора И -ro аппроксимирующего элемента P2).

Однако такой функциональный преобразователь имеет высокую точность преобразования. Кроме того,функцио— нальный преобразователь может работать только с однополярными сигналами °

Цель изобретения — расширение динамического диапазона преобразователя за счет получения 2-полярной характеристики преобразования при сохранении высокой точности и стабильности.

Цель достигается тем, что в функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный усилительный каскад, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом функционального преобразователя, а его коллектор подключен к положительной шине источника питания, соединенной через второй генератор тока с коллектором второго

1132298.4

3 транзистора дифференциального усилительного каскада и с базой выходного транзистора, эмиттер которого является выходом функционального преобразователя, а коллектор подключен к положительной шине источника питания, и аппроксимирующих элементов, каждый шине нулевого потенциала, средний вывод первого резистивного делителя напряжения подключен к базе второго транзистора дифференциального усилительного каскада, а второй вывод подключен к выходу преобразователя, базы транзисторов (h — 1)-ro аппроксиними выводами соответствующих резистивных делителей напряжения со второго о р -ный, последовательно соединенные р резисторов смещения и третий генератор тока, свободные выводы первого резистора смещения и третьего генератора тока подключены соответственно к выходу преобразователя и отрицательной шине источника питания, общие выводы п резисторов смещения подключены ко вторым выводам соответствующих резистивных делителей напряжения со второго по п-ый, общая точка п-го резистора смещения и третьего генератора тока соединена с базой транзистора и-го аппроксимирующего элемента, введены и дополни30

35 ( где К вЂ” коэффициент передачи резис(40, тивного делителя напряжения 8, тельных генераторов тока и и дополни- за счет перераспределения токов задаваемых первым 4 и вторым 5 генераторами тока, в момент открытия транзистора 7 и закрытия транзистора 2 на выходе преобразователя образуется точка излома выходной характеристи-. ки.

При увеличении амплитуды напряжещ ния входного сигнала до 0 „, начинает открываться транзистор 7 и запираться транзистор 7, что соответствует второй точке излома для положительной полярности сигнала.

55 При этОм (1 4(е, <,)-Us, <о

stz К(п К(1) У

1 2 тельных аппроксимирующих элементов, выполненных на транзисторах, коллекторы и эмиттеры которых подключены соответственно к коллектору и эмиттеру первого транзистора дифференциального усилительного каскада, р дополнительных резистивных делителей напряжения, первые и вторые выводы которых подключены соответственно к входу преобразователя и к шине нулевого потенциала, а средние выводы каждого из которых подключены к базам транзисторов соответствующих р. дополнительных аппроксимирующих элементов, которые через соответствующие р дополнительных генераторов тока подклюиз которых выполнен на транзисторе, коллекторы транзисторов аппроксимируюших элементов объединены с коллек- 1О тором второго транзистора дифференциального усилительного каскада, а эмиттеры объединены с эмиттерами первого и второго транзисторов дифференциального усилительного каскада,(5 и резистивных делителей напряжения, первые выводы которых подключены к мирующих элементов соединены со сред-2 чены к отрицательной шине источника питания.

Иа чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Функциональный преобразователь содержит первый 1 и второй 2 транзисторы дифференциального усилительного каскада, BblxopnoH транзистор 3, три генератора тока 4 — 6, и транзисторов аппроксимирующих элементов

7) 7, н резистивных делителей напряжения 8(,..., 8п, р резисторов смещения 9(,..., 9>, р транзисторов дополнительных аппроксимирующих элементов 10(,..., 10р, р дополнительных резистивных делителей напряжения

11„,..., 11„, р дополнительных генераторов тока 12(,..., 12 .

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии при напряжении источника входного сигнала равном нулю транзисторы 1 и 2 дифференциального усилительного каскада открыты, напряжение на выходе преобразователя равно нулю, транзисторы 7,(, ° ° ° э 7йь 10(, ..., 10в закрыты. При малом входном сигнале

-коэффициент передачи К дифференциального усилительного каскада определяется соотношением резисторов резистивного делителя напряжения 8(. При увеличении входного сигнала в положительную сторону до величины, равной

1132298

ВЯНИ Заказ 9793/41 Ти аж 698 По сное где К - коэффициент передачи реэисf

2 тивного делителя напряжения 8 .

В общем случае при И транзисторах и (И+1) .участках аппроксимации характеристика для положительной полярности сигналов имеет вид

М (<) 4 ке ("ю и-ф л-з Ова з -э " "В е 10

При изменении входного сигнала в сторону отрицательных значений до величины, равной ll(, (21 <

В (2< II(15

1 где R — резистор делителя напряже1! ния 11», включенный между выходом делителя и шйной нулевого потенциала,транзистор 10 открывается, а транзистор 1 закрывается, что соответствует первой точке излома для отрицательного входного сигнала. При этом за счет перераспределения токов, задаваемых первым 4 и вторым 5 генераторами тока между открывающимся транзистором 10 и закрывающимся транзистором 1, характеристика пр еобраэователя получает точку излома характеристикой. При увеличении амплитуды напряжения входного сигнала в сторону отрицательных значений до Пщ (i) (г)

ВХ f2> "ffg где R — резистор делителя напряже 2 ния 11, включенный между выходом делителя и шиной нулевого потенциала, начинает открываться транзистор 10> и запираться транзистор 10 . Это соответствует второй точке излома выходной характеристики преобразователя для отрицательной полярности.

В общем случае при и дополнительных аппроксимирующих элементах на транзисторах имеем (2) s „Lfg„ li „

Таким образом, предложенная схема функционального преобразователя имеет двухполярную характеристику преобразуемых сигналов, причем точность характеристики преобразования близка к, ид еал ьной.