Оптоэлектронный функцональный переобразователь трех переменных

Оптоэлектронный функцональный переобразователь трех переменных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА

ИЗОЬРКт

К АВТОРСКОМУ СВИД

6902

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 12.09.74 (21) 20 с присоединением заявки (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюлле

Дата опубликования описани л.в G 06G 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делан изобретений, и открытий

681.335.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Б. Чхеидзе, Л. В. Элькинд, М, В. Вайнер и А. А. Матиташвили

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ТРЕХ ПЕРЕМЕННЫХ

Изооретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике и может применяться как самостоятельный функциональный преобразователь, так и в составе информационно-измерительных систем, где необходимо производить преобразование трех независимых переменных.

Известны оптоэлектронные функциональные преобразователи нескольких переменных.

Один из известных преобразователей служит для возведения в квадрат сигналов постоянного тока. Он содержит два фоторезистора, каждый из которых включен в одно из плеч соответствующего резистивного моста, первые диагонали которых подключены к одному входу усилителя и к узлу стабилизированного источника напряжения, а вторые диагонали соединены последовательно и через резистор подключены к другому входу усилителя (1).

Другое известное техническое решение представляет собой оптоэлектронный функциональный преобразователь, позволяющий возводить в дробную степень электрические сигналы. Он содержит источник света, оптически связанный с фоторезисторами, включенными в соответствующие мостовые схемы, и подключенный к выходу дифференциального усилителя, один вход которого соединен с диагональю первой мостовой схемы, а второй связан через резистоР с первым источником входного сигнала, второй источник входного сигнала соединен с диагональю последней мостовой схемы, причем диагонали каждой мостовой схемы соединены с соответствующей диагональю предыдущей и последующей мостовых схем и соответствующим выходом устройства (2). Наиболее близким к изобретению техническим решением является оптоэлектронный функциональный преобразов 10 тель нескольких переменных, содержащий множительные оптоэлектронные ячейки, выходы которых соединены с соответствующими входами выходного операционного усилителя, другие входы которого связаны со входами преобразователя, и источник опорного напряжения, соединенный с соответствующими входами каждой множительной оптоэлектронной ячейки (3). Однако известные функциональные преобразователи характеризуются узким классом воспроизводимых функций.

Целью изобретения является расширение . класса воспроизводимых функций. В описываемом преобразователе это достигается тем, что в нем первый вход соединен с первыми входами первой, четвертой и седьмой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входамн первой и шестой оптоэлектронных ячеек, второй вход преобразователя связан с первыми входами второй и пятой оптоэлектронных яче30 ек и со вторыми входами второй и четвертой

546902 оптоэлектронных ячеек, а третий вход преобразователя подключен к первым входам третьей и шестой оптоэлектронных ячеек и ко вторым входам третьей и пятой оптоэлектронных ячеек, причем выход пятой оптоэлектронной ячейки подключен ко второму входу седьмой оптоэлектронной ячейки.

Кроме того, в описываемом преобразователе каждая оптоэлектронная ячейка содержит дифференциальный усилитель, первый вход которого через первый фоторезистор соединен с первым входом ячейки, а второй вход дифференциального усилителя через ограничительный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, источник света, связанный с выходом дифференциального усилителя, и операционный усилитель, в обратную связь которого включен второй фоторезистор, который, как и первый фоторезистор, оптически связан с источником света, вход операционного усилителя через масштабный резистор соединен со вторым входом ячейки, а выход операционного усилителя связан с выходом ячейки.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого преобразователя и приняты обозначения: 1 — 7 — оптоэлектронные ячейки; 8 — 10 — входы преобразователя; 11—

17 — выходы оптоэлектронных ячеек; 18— выход преобразователя; 19 — выходной операционный усилитель; 20 — источник опорного напряжения. Источник 20 соединен с соответствующими входами 21 — 27 оптоэлектронных ячеек 1 — 7, каждая из которых содержит дифференциальный усилитель 28, первый фоторезистор 29, ограничительный резистор 30, источник света 31, операционный усилитель

32, второй фоторезистор 33 и масштабный резистор 34. Выходной операционный усилитель

19 содержит резистор цепи обратной связи

35 и входные масштабные резисторы 36 — 45.

На входы 8 — 10 преобразователя соответственно подаются первый U,, второй UJ и третий U, входные сигналы. На выходе 11первой оптоэлектронной ячейки 1 возникнет сигнал, равный U,, на выходе 12 второй оптоэлектронной ячейки 2 возникнет сигнал, равный U, на выходе 13 третьей оптоэлектронной ячейки 3 возникнет сигнал, равный U, на выходе 14 четвертой оптоэлектронной ячейки 4 возникнет сигнал, равный Ux U„, на выходе

15 пятой оптоэлектронной ячейки 5 возникает сигнал, равный U У„на выходе 16 шестой оптоэлектронной ячейки 6 образуется сигнал, равный U" U„a на выходе 17 седьмой оптоэлектронной ячейки 7 возникает сигнал, равный U" U, U,. B результате суммирования данных сигналов суммирующим выходным операционным усилителем 19 на выходе 18 преобразователя возникает выходной сигнал U„„„,, равный

U,„„(U„, U,, U )) = a,U + а,U, + а,U, +

+ 6Р, + б,У „+ b,u, + с,У„У, +

+ с3У,У, + с,У,.У, + Ж

При идентичности параметров схем оптоэлектронных ячеек 1 — 7 можно положить входные масштабные резисторы 3 — А37 — "" — (4

R3

) 33 а, =-а, =-- а, =

10 — 1 3 — 3— за " 0 R34 R36

С, =Г3 С„

Ro R3o

Я

15 О R34 R33

Применение в преобразователе множительных оптоэлектронных ячеек позволяет повысить помехозащищенность цепей за счет введения гальванической развязки. При этом по20 грешность воспроизведения функции трех переменных в диапазоне 5 †10 Гц не превышает 2 /О при изменении амплитуды входных сигналов от 0,2 до 9 В. Идентичность множительных оптоэлектронных ячеек позволяет

25 осуществлять также скользящее резервирование.

Формула изобретения

1. Оптоэлектронный функциональный преобразователь трех переменных, содержащий множительные оптоэлектронные ячейки, выходы которых соединены с соответствующп35 ми входами выходного операционного усилителя, другие входы которого связаны со входами преобразов",òåëÿ, и источник опорного напряжения, соединенный с соответствующими входами каждой множительной оптоэлек40 тронной ячейки, отл и ч а ющий ся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, в нем первый вход соединен с первыми входами первой, четвертой и седьмой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами

45 первой и шестой оптоэлектронных ячеек, второй вход преобразователя связан с первыми входами второй и пятой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами второй и четвертой оптоэлектронных ячеек, а третий вход преоб50 разователя подключен к первым входами третьей и шестой оптоэлектронных ячеек и ко вторым входам третьей и пятой оптоэлектронных ячеек, причем выход пятой оптоэлектронной ячейки подключен ко второму входу

55 седьмой оптоэлектронной ячейки.

2. Оптоэлектронный функциональный преобразователь трех переменных, о т л и ч а юшийся тем, что в нем каждая оптоэлектронная ячейка содержит дифференциальный усилитель, первый вход которого через первый фоторезистор соединен с первым входом ячейки, а второй вход дифференциального усилителя через ограничительный резистор соединен с выходом источника опорного на65 пряжения, источник света, связанный с выхо546902

Составитель Ю. Козлов

Тсхрсд Е. Хмелева

Редактор Л. Тюрина

Корректор О. Тюрина

Заказ 440/19 Изд. № )77 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 дом дифференциального усилителя, и операционный усилитель, в обратную связь котораго включен второй фоторезистор, который, как и первый фоторезистор, оптически связан с источником света, вход операционного усилителя через масштабный резистор соединен со вторым входом ячейки, а выход операционного усилителя связан с выходом ячейки.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР

¹ 337791, М. Кл. G 06G 7/20, 20.03.70.

2. Авторское свидетельство СССР № 449353, М. Кл. G 06G 9/00, 28.06.73.

3. Авторское свидетельство СССР № 489123, М. Кл. G 06G 9/00, 11.06.74.