Диодный функциональный преобразователь

Диодный функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах управления , специализированных универсальных и комбинированных устройствах для осуществления независимой кусочно-линейной аппроксимации функций. Целью изобретения является повьш1ение быстродействия диодного функционального преобразователя за счет объединения схем моделирования линейных характеристик на одном операционном усилителе со схемой вьщеления наибольшего (наименьшего) ограничения выходных функций по модупю. Диодный функциональный преобразователь содержит п пар входных масштабных резисторов 1, U. и 2,, 2,,...,2п, п резисторов обратной связи 3, ,3, . .. ,3, п ограничительных стабилитронов 4,, 42,...,4, находящихся в обратной связи , п операционных усилителей 5,, 5;j,...,5, п коммутирующих диодов 6,,6,...,6п, а также токозадающий резистор 7. Поставленная цель достигнута благодаря введению в преобразователь ограничительных стабилитронов и токозадающего резистора. 4 ил. (Л

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 ц1) а С 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ (РЫТИЙ (21) 4086193/24-24 (22) 13.05.86 (46) 07.01.88.Бюл. )) 1 (71) Московский институт электронной техники (72) Ю.А.Тарасов» О.Н.Зимарин и А.О.Шубин (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 960856, кл. G 06 G 7/26, 1982.

Волгин Л.И. и др. Амплитудные селекторы. — В сб. Измерения, контроль, автоматизация. Вып. 4(48). М., 1983, с. 32, рис. 6. (54) ДИОДНЬо(ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, специализированных универсальных и комбинированных устройствах для осуществления независимой кусочно-ли а т, нейной аппроксимации функций. Целью изобретения является повьш ение быстродействия диодного функционального преобразователя за счет объединения схем моделирования линейных характеристик на одном операционном усилителе со схемой выделения наибольшего (наименьшего) ограничения выходных функций по модулю. Диодный функциональный преобразователь содержит и пар входных масштабных резисторов

1 1 ° ° »1л и 2(, 2 » ° °,2„ и резисторов обратной связи 3,,3 »...»3л, п ограничительных стабилитронов 4,, 4,...,4 л, находящихся в обратной связи, п операционных усилителей 5,, 3

5 »... »5л» п коммутирующих диодов

6,,6,...,6„, а также токозадающий резистор 7. Поставленная цель достигнута благодаря введению в преобразо- С ватель ограничительных стабилитронов и токоэадающего резистора. 4 ил.

1365102

R< где — — = tg N

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, специализированных и универсальных аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение быстродействия функционального преобразователя.

На фиг. 1 показана функциональная схема диодного функционального преобразователя для моделирования функций с возрастающей производной, на фиг.2 — графическое изображение, поясняющее принцип моделирования функции с возрастающей производной; на фиг.3 — функциональная схема диодного функционального преобразователя для моделирования функций с убывающей производной< на фиг.4 — графическое 20 изображение, поясняющее принцип моделирования функции с убывающей произ,водной.

Диодный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит п пар вход- 25 ных масштабных резисторов, первые выводы первых входных масштабных резисторов 1<,1... ° .,1„ объединены и подключены к входу преобразователя U, первые выводы вторых входных масштаб- 30 ных резисторов 2,,2<,...,2 объединены и подключены к источнику опорного напряжения Б,„>вторые выводы входных масштабных резисторов попарно объединены и подключены к первым выводам соответствующих резисторов 3<,3, 3 д обратной связи к первым выводам ограничительных стабилитронов (диодов) 4,,4,...,4„, к инвертирующим входам соответствующих операционных 40 усилителей 5<,5 L, 5 „, неинвертирующие выводы которых объединены и подключены к шине нулевого потенциала, а выходы операционных усилителей соединены с вторыми выводами стабилитронов (диодов) 4<,4,...,4„ и одними иэ выводов соответствующих коммутирующих диодов 6,,6,...,6„, другие выводы которых объединены с вторыми выводами резисторов 3,,3

3„, с первым выводом токоэадающего резистора 7, являющегося выходом преобразователя U<, а второй вывод токозадающего резистора 7 подключен к источнику отрицательного опорного напряжения -U « .

Функциональный преобразователь (фиг.1) работает следующим образом.

При отсутствии входного напряжения, т.е. при U =Î, на выходе преобразователя U устанавливается напряжение

R3i i1

U = max — (+U -- )) 3 О«р, причем при моделировании функции (Миг.2) сопротивление резистора 2<

R = --ao, и тогда U = О.

Гоотношение для выходного напряжения U (О) = U -- для каждого неRэ, )! 0I К

1 зависимого д-го участка аппроксимации определяет начальные значения у,(0), у (0),...,у„(0) моделирующей функции.

Значения напряжений на выходах операционных усилителей устанавливаются следующим образом (при U„=- О).

Оеы<в< О< + Uae ПА, U<<„«1 UAi

UâüiÄ

При этом коммутирующий диод 6, открыт, а остальные диоды 6,6

6 „ закрыты.

При увеличении входного напряжения от U (0) до U (x ) выходное напряжение изменяется по линейному закону

К„R>«

U = -(-U)—

К!! " R«

В первом узле аппроксимации Х<, происходит переключение коммутирующих диодов 6< и 6z, при этом диод 6, закрывается, диод 61 открывается, а ди оды 6,...,6„ остаются в закрытом состоянии. При изменении входного напряжения от У„(х<) до U„(x ) выходное напряжение преобразователя определяется соотношением . j

КЭ1

U - =U

«R<1

R>z где — = tg «<

R

При дальнейшем увеличении входного напряжения Б„происходит поочередное последовательное переключение коммутирующих диодов 6»...,6„, при этом на каждом линейном участке аппроксимации выходное напряжение изменяется по линейному закону в соответствии с применяемым принципом выделения наибольшего

1365102

R>, U-=U

ll 1

R i 1 - min U

Стабилитроны (диоды) 4,,4,...,4„ предназначены для замыкания цепи обратной связи тех операционных усилителей 5, выходы которых на данном линейном участке аппроксимации подключены к закрытым коммутирующим дио- 10 дам 6, . Такое подключение стабилитронов (диодов) в цепь отрицательной обратной связи сохраняет работу операционного усилителя 5 в линейной зоне, что значительно увеличивает быст- 15 родействие функционального преобразователя при переключении коммутирующих диодов 6; в узлах аппроксимации аппроксимирующей функции. При этом напряжение стабилизации стаби- 20 литронов 4, -4 „ должно быть не ниже максимального выходного напряжения.

Опорное напряжение U,„ и токоэадающий резистор R предназначены для обеспечения работы функционального 25 преобразователя при малых значениях входного сигнала.

Для моделирования функциональных зависимостей с убывающей производной (фиг.4) представлена функциональная 30 электрическая схема варианта диодного функционального преобразователя (фиг.3) .

Диодный функциональный преобразователь для моделирования Функций с Убы 35 вающей производной работает аналогичным образом. Отличием является использование в нем обратной связи операционных усилителей стабилитронов 4,, напряжение стабилизации которых долж- 40 но быть меньше напряжения насыщения операционных усилителей 5; .

Таким образом, устройство позволяет моделировать функции как с возрастающей, так и с убывающей производ45 ными, независимо от характеристик нелинейных коммутирующих элементов 6, (диодов), что подтверждается соотношением для значения выходного напряжения для функций с возрастающей про- 50 иэводной

U = -=max U — — у

" R<. а для зависимостей с убывающей производной которые зависят лишь от точности сопротивлений выбираемых резисторов

3;,2;, 1; и опорного напряжения.

Достоинством преобразователя является то, что коэффициент передачи по каждому входу (1i,2i) элементарной нелинейной ячейки производится независимо и выражается соотношениями

U (о) = -U

R3 ои R

R„ к =-Rii

Формула изобретения

Диодный функциональный преобразователь, содержащий и операционных усилителей,п пар последовательно соединенных входных масштабных резисторов и резисторов обратной связи, объединенные выводы которых подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей, и и коммутирующих диодов, одни из выводов которых соединены с выходами соответствующих операционных усилителей, а другие выводы объединены, подключены к свободным выводам резисторов обратной связи каждой пары и являются выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит п ограничительных стабилитронов, токозадающий резистор и и дополнительных масштабных резисторов, которые включены между инвертирукнцими входами соответствующих операционных усилителей и первой шиной опорного напряжения, ограничительные стабилитроны включены между выходами и инвертирующими входами соответствующих операционных усилителей, один из выводов токозадающего резистора соединен с объединенными выводами коммутирующих диодов, а другой вывод подключен к второй шине опорного напряжения, инвертирующие входы операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала, свободные выводы входных масштабных резисторов объединены и являются входом преобразователя.

1365102 (к,) g(o) Составитель А.Маслов

Техред И.Верес

Корректор А. Обручар

Редактор О.Головач

Закаэ 6612/43

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная, 4