Тригонометрический функциональный преобразователь

Тригонометрический функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное, к авт. саид-ву (22) Заявлено 130778 (2! ) 2644742/18-24 (51) И. КЛ. с присоединением заявки Но (23) Приоритет

G 06 G 7/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 230780. Бюллетень Й9 27

Дата опубликования описания 230780 (53) УДК 681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Антонов, В. А. Васильков и И. В. Гуревич (71) Заявитель

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.A. Бонч-Бруевича (54 ) TP ИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах для вычисления синусов или косинусов и в функциональных генераторах для преобразования треугольного напряжения в гармоническое.

Известен тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий полевой транзистор, выходной масштабный усилитель, входные ограничительные диоды и шунтирующие их балластные резисторы, биполярный транзистор и источник тока (1), Для тригонометрического преобразования в нем используется зависимость тока стока полевого транзистора от напряжения между истоком и стоком. 20

Недостаток устройства — низкая температурная стабильность.

Наиболее близким техническим решением является тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий первый полевой транзистор, исток или сток которого является выходом преобразователя, первый и второй масштабные резисторы, соединенные, соответственно, со стоком ЗO и истоком первого полевого транзистора, первый и второй ограничительные диоды, соединенные катодами и зашунтированные первым и ВТ0рым балластными резисторами, источ-, ник входного сигнала, первый и второй выходы которого соединены с анодами первого и второго ограничительных .диодов, общий вывод катодов первого и второго ограничительных диодов соединен с затвором первого полевого транзистора, свободные выводы первого н второго масштабных резисторов соединены соответственно с первым и вторым выходами источника входного сигнала (2).

Недостаток преобразователя - зависимость величины выходного напряжения и точности преобразования от температуры, что объясняется сильной температурной зависимостью сопротивления канала полевого транзистора ° Температурные изменения сопро-. тивления канала приводят к изменению уровня сигнала на полевом транзисторе, что приводит к уменьшению точности преобразования. Значительный уровень дополнительной температурной погрешности заставляет в реальной

750511

Е U 01+ О 5)= с1 р Lg<) Ц + 6.

,4) 50

1 О 1

O О 7 (5) аппаратуре термостатировать такие преобразователи.

Цель изобретения — повышение температурной стабильности функционального преобразователя.

Это достигается тем, что тригонометрический функциональный преобра-. зователь, содержащий первый полевой транзистор, исток которого является выходом преобразователя, первый и второй масштабные резисторы,соединенные, соответственно, со стоком и истоком, первого полевого транзистора,,первый и второй ограничительные диоды, параллельно которым ьключены соответственно первый и второй балластные резисторы, источник входного сигнала, первый и второй выводы которого соединены с анодами первого и второго ограничительных диодов, катоды первого и второго ограничительных диодов соединены с затвором первого полевого транзистора. дополнительно содержит второй и третий полевые транзисторы, третий и четвертый масштабные резисторы, через которые свободные выводы первого и второго масштабных резисторов соединены, соответственно, с первым и вторым выводом источника входного =èãíàëà, общий вывод первого и третьего масштабных резисторов соединен с затвором второго полевого транзистора, сток которого подключен к первому выходу источника входного сигнала, а .|сток — к стоку первого полевого транзистора, общий вывод второго и четвертого масштабных резисторов соединен с затвором третьего полевого транэис.ора, исток которого подкл.очен ко второму выводу источника входного сигнала, а сток — к истоку первого полевого транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема тригонометрического функционального преобразователя.

Преобразователь содержит. первый полевой транзистор 1, первый и второй ограничительные диоды 2, 3, первый и второй балластные резисторы 4,5, второй и третий полевые транзисторы 6, 7, первый,. второй, третий и четвертый масштабные резисторы 8, 9, 10 и 11, источник 12 входного сигнала.

Нреобразователь работает следующим образом.

Для объяснения функционального преЬбразователя воспользуемся известным уравнением, связывающим токи и напряжения полевого транзистора где i — ток стока; напряжение отсечки;

 — сопротивление канала при

U3è напряжение между затвором эп и истоком; напряжение между истоком и стоком, Величины R u Uo зависят от температуры, гричем зависимость R от температуры сказывается значительно сильнее, нежели зависимость

Бо. В дальнейшем, чтобы подчеркнуть зависимость R от температуры, воспользуемся символом R (t ). Рассмотрим сначала работу второго и третьего полевых транзисторов 6 и 7 на примере транзистора 6. Ток стока этого транзистора сь р ((о)() (0b 2R "cub) "соь 2 ) R (р) 2() 0Ь ос 06 (2) где R — сопротивление масштабных резисторов 8, 9, 10 и 11. Из уравнения (2) следует, что полевые транзисторы 6 и 7 в данном в ключении являются резисторами с сопротивлением

R» (t ) и R„ (t ) состветственно.

Можно сказать, что связь между током стока первого полевого транзистора 1 1с и напряжением Е источника 12 входйого сигнала для случая, когда Воь - R H Rî (с R, имеет вид

1 р (о1(е cp("аь а l))x

01 01 ,40 ., q о, "сЛ 06(() ) спи )

" (О 01 с;),, Й }+ (3) При условии, что R < (t ) оь () = ко (t ) равенство (3) переходит в (4) Формулы (3) и (4) справедливы для отрицательных Е, если применены транзисторы р-типа и для положительных — если применены транзисторы п-типа.

Выходное напряжение

1+ 0,5—

"О1

"ьых= к07 ) с1=E > +

001

750511

10 (6 ).

40 не зависит от величины к (tp) и,,следовательно, не зависит от температуры. Выбор соответствующего значения отношения Е,„ „/Up позволяет получить аппроксимацию синусоидальной зависимости с точностью порядка 1Ъ.

Для оценки эффективности предлагаемой с>емы проанализируем из вестную с точки зрения температурной стабильности, Отличие заключается в том, что сопротивления

Rp u Rp не зависят от темпера.туры. В этом случае

1 0,5—

ОТ UÎ3

"Вьа ((о1 Е ко1 ОТ (Л и „(И и ((, )() Приняв во внимание температурную зависHNocTb канала полевого транзистора, гДе Rpp1 — сопРотивление канала пРи некоторой температуре, принятой за нормальную; температурный коэффициент проводимости; отклонение температуры о от нормальной; и задавшись близкими к имеющим место на практике соотношениям величин от = ) оо i Ежах = 1 З "о запишем максимальное значение выходного напряжения в виде о () вью =-0,455 "о (8) ь щ,„ О 17+06 о

При сс. = 0,5Ъ/ С температурный коэффициент амплитуды составляет 0,2Ъ/ С.

При изменении температуры на 1 50 С изменение амплитуды ссставляет + 10Ъ, что является, как правило, недопустимым. Выражение (6) показывает, что температурный коэффициент выходного напряжения зависит от значения Е, т.е. при изменении температуры возникают и доголнительные ошибки в коэффициенте гармоник. Под температурным коэффициентом выходного напряжения или амплитуды здесь понимается приращение соответствующей величины под влиянием приращения температуры, отнесенное к э-ому тем.пературному приращению.

Предлагаем и преобразователь, как показывают приведенные расчеты, является полностью тсрк1окомпенсированным. Реальные изменения дают значение температурного коэффициента амплитуды 0,1Ъ/"C, т.е, температурная погрешность уменьшается по сравнению с известным в 20 раз. Отсутствие полной температурной ко". пенсации объясняется разбросом параметров полевых транзисторов и .имеющей место зависимостью напряжения î — ñå÷êè от температуры. фсрмулг изобретения

Три гонометричес к ий функ циональный преобразователь, содержащий перВый полевой тргнзис:opр исток ко торого является выходом преобргзовател»- первый и в — оррй масштабные резистОры сОодиненные сООтветственно, со стоком и истоком первого полевого т-ранзистора, первый и второй огра:-:v-::::òел=н. е диоды„ параллельно которым включены соответ» ственно первый и sòopîé балластные резисторы, источник входного сигнала,первый и второй выводы котороГо соединены с анодами первого и втОрО го ограничительных диодов, катоды первого и второго ограничительных диодов соединены с затвором первого полевого транзистора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения термостабильности, он содержит второй и третий полевые транзисторы,. третий и четвертый масштабные резисторы, через которые свободные выводы первого и второго масштабных резисторов соединены, соответственно„ с первым и вторым выводами источника входного сигнала, общий вывод первого и третьго масштабных pesècòopos соединен с затвором второго полевого т-ранзистора, сток которого подключен к первому выходу источника входного сигнала, а исток — к стоку первого полевого транзистора, общий вывод второго и четвертого масштабных резисторов соединен с затвором третьего полевого транзистора, исток которого подключен ко второму выводу источника входного сигнала, а сток — к истоку первого полевого транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

9 556457, кл. G 06 G 7/22, 1977.

2. Nido(ebrook Р.,D, апЛ М1shterg, . "Nonreactive f iC ter converts

triangular waves to sines"

Electronic s, Yiarch 8, 1965 р. 96 (прототип) .

750511

Эакаэ 4470/20 Тираж 751 цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, УЛ. Проектная, 4

Составитель Н. Балабошко

Редактор М. Ликович Техред A.Êóëèêoâñêàÿ Корректор М. Шароши