Диодный функциональный преобразователь

Диодный функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЖФжж

О Л

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советскии

Соцкалисткческма

Республик ()734732

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) За влено 13.0 1 ° 78 (21) 2570787/18-24 (51 ) М. Кл. с присоединением заявки ¹G 06 G 7/26

Государстееииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15 05,80, Бюллетень № 18 ло делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 681.335, .8 (088,8) Дата опубликования описания 15,05 80

Г. И. Тахванов и К. Н. Шихаев (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель и диодно-резисторные аппроксимирующие ячейки (11 .

Недостатком его является значителтная зависимость выходной характеристики от нестабильности вольт амперной характеристики диодов, обусловленной как технологическим разбросом, так и влиянием температуры.

Наиболее близким техническим решением является диодный функциональный преобразователь, содержащий И прецизионных диодных ограничителей, первые входы которых соединены с шиной опорного напряжения, а вторые входы соединены между собой и являются входом преобразователя, мостовой формирователь функции, выполненный на дифференциальном сумматоре токов, выход которого является выходным преобразователем, и (Т1 + 2)-х токоразветвляющих потенциометрах, неподвижные контакты каждого из которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального сумматора токов, а подвижный контакт — с выводом соответствующего ему входного массштабного резистора, свободные выводы входных масштабных резисторов с первого по q-й подключены к выходам прецизионных диодных ограничителей, а свободные выводы то (1 1 + 1)-го и (p + 2)-ro входных масштабных резисторов соединены соответственно с шириной опорного напряжения и входом преобразователя j2).

l5

Такой преобразователь обладает улучшенными точностными и динамическими характеристиками, что является важным его преимуществом.

Вместе с тем этот преобразователь не обеспечивает одновременного воспроизведения нескольких функций одного аргумента, что в ряде случаев необходимо.

Использование для этой цели нескольких параллельно работающих преобразователей

3 7347 хотя и возможно> но нерентабельно, по скольку за счет многократного увеличения числа прецизионных диодных ограничителей структура устройства существенно усложняется.

Бель изобретения — увеличение числа одновременно воспроизводимых функций и упрощение его структуры.

Это достигается тем, что диодный функ. циональный преобразователь, содержащий 1р прецизионных диодных ограничителей, первые входы которых соединены с шиной опорного напряжения, а вторые входы соединены между собой и являются входом диодного функционального преобразователя, мостовой формирователь функции, выполненный на дифференциальном сумматоре токов, выход которого является выходом преобразователя, и (+ 2) -х токоразветвляющих потенциометрах, непод- ро вижные контакты каждого из которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального сумматора токов, а подвижный контакт - с выводом соответствующего ему входного масштабного резистора, свободные выводы входных масштабных резисторов с первого по и-й подключены к выходам прецизионных диодных ограничителей, а свободные выводы (И+ 1)-го и Зо (И + 2)-го входных масштабных резисторов соединены соответственно с шиной опорного напряжения и входом преобразователя, дополнительно содержит дополнительные мостовые формирователи функ- зБ ,ции, выполненные аналогично основному, свободные выводы входных масштабных резисторов которых соединены с соответствующими .выводами входных масштабных резисторов основного мостового формиро- 40 вателя функций, выходы дифференциальных сумматоров тока дополнительных мостовых формирователей функций являются дополнительными выходами преобразователя.

Влок-схема диодного функционального 45 преобразователя приведена на чертеже.

Диод ый функциональный преобразователь содержит И прецизионных диос ныХ ограничителей 1> .. Ä 1 h, основной и дополнитеяьные мостовые формирова->О тели 2, 22, ... 2 функций, каждый из которых содержит дифференциальный сумматор 3 токов, входные масштабные резисторы 4,, „, 4 + 2, токоразветвляющие потенциометры 54, ..., 5 ++7

Устройство действует по общей интерполяционной формуле

R (х1= У (O)+a(a„-à„,1(х- х „1Ч (х-х„), 32 4 где

- начальное значение реализуемой

-о функции, h - число участков. аппроксимации. — номер участка, с к - угловой коэффициент аппроксимирующего отрезка на К -м участке, Хк — абсцисса К-го узла аппроксимации, >» >. >4 X X к Оп и х <х к — функция сдвига, отображакицая смешение (запаздывание) К -го члена суммы.

Пороговые напряжения 0 -- X g устанавливаются при настройке прецизионных диодных ограничителей 14, ..., 1 °

Расстояния между узлами аппроксимации принимаются равными.

Напряжение на выходе дифференциального сумматора 3 тока

О„=и„(хл - о хл 1, где

Е .,Z Д - суммарные входные токи, oL< с(— коэффициенты пропорциональ4> ности, зависящие от параметров дифференциального сумматора тока, Воспроизводимая функция формируется в процессе последовательного срабатывания прецизионных диодных ограничителей

1, .„, 1 с увеличением входного сиг нала U . Включение каждого из них добавляет свою долю тока на входы сумматора 3. Доли эти зависят от положения подвижных контактов потенциометров

5<, ..., 5 >. При нейтральном положении подвижного контакта ток, протекающий по входному масштабному резистору

4„, ..., 4, распределяется между входами поровну и реакцию на выходе схемы не создает. При удалении от нейтрали в ту или другую сторону возникает ток разбалансировки, который увеличивает или уменьшает угол наклона ломаной на данном участке аппроксимации. Тем самым обеспечивается воспроизведение монотонных, немонотонных и знакопеременных функций.

Включение в предложенный преобразователь дополнительных мостовых формирователей 22, ..,, 2> функций обеспечивает воспроизведение функций одного аргумента, Устранение необходимости г> -кратного увеличения числа прецизионных диодных ограничителей при воспроизведении функ5 7347 ций одного аргумента обеспечивает значительную экономию оборудования и упрощение структуры устройства. Испытания диодного функционального преобразователя по предложенной схеме при N = 5 и

0 =- 10 полностью подтверждают его работоспособность и практическую применимость . В описанном преобразователе может быть достигнуто Й = 10.

Формула изобретения

Диодный функциональный преобразователь, содэржащий 8 прецизионных диодных 15 ограничителей, первые входы которых соединены с шиной опорного напряжения, а вторые входы соединены между собой и являются входом диодного функционального преобразователя, мостовой формирователь 2î функции, выполненный на дифференциальном сумматоре токов, выход которого является выходом преобразователя, .и (YL+ 2)-х токоразветвляющих потенциометрах, неподвижные контакты каждого из >>. которых соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциаль ного сумматора токов, а подвижный контакт - с выводом соответствующего входного масштабного резистора, свободные

32 6 выводы входных масштабных резисторов о первого по И-й подключены к выходам прецизионных диодных ограничителей, а свободные выводы (0 + 1)-го и (Vl+ 2)-г входных масштабных резисторов соединены соответственно с шиной опорного напряжения и входом преобразователя, о т л ича ющи йс я тем, что, сцельюувеличения числа одновременно воспроизводимых функций и упрощения устройства, он содержит дополнительные мостовые формирователи функций, выполненные аналогично основному, свободные выводы входных масштабных резисторов которых соединены с соответствующими выводами входных масштабных резисторов основного мостового формирователя функций, выходы дифференциальных сумматоров тока дополнительных мостовых формирователей функций являются дополнительными выходами преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины. М„Высшая школа, 1972, с. 266.

2. Справочник по нелинейным схемам.

Под ред Д. Шейнголда. М., "Мир, 1977, с. 62 (прототип).