Электронный функциональный блок Советский патент 1955 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к устройствам для преобразования функции, заданной таблично, в функцию, заданную электрическим напряжением, изменяющимся по времени.

Устройство может быть использовано в математических машинах и приборах.

Существующие электронные функциональные блоки с диодной схемой используют принцип кусочно-линейной апроксимации функции, причем апроксимирующая ломаная представляется в виде алгебраической суммы элементарных отрезков, кажДЫ1 из которых воспроизводится элементаррюй ячейкой блока, в которую входит пелпиейньп элемент (диод).

Существенное отличие предлагаемого блока состоит в том, что нелинейные злемеиты помещаются в выходные цепи уси.1ителей между этими усилителями и точками ответвлептя цепей обратной связи.

На фиг. 1 изображена схема элементарной ячейки функционального блока в простейшем варианте; на фиг. 2,а и 2,6 даны графики Г5ыходпого напряжения элементарной ячейки; на фиг. 3 - представлена схема функционального блока; на фиг. 4 - усовершенствованная схема ячейки функционального блока с

триодом и инвертором в цепи ооратной связи.

Существе1И1ой частью изображеиной на фиг. 1 схемы является усилитель постоянного тока У с больцп1м коэффициентом усиления к, имеюИ1ИЙ нечетное число каскадов.

Напряжения е на входе усилите.мя и Е на его выходе связаны с зависнмоегью;

Е ке.(1).

Выходное напряжение U ячейки снимается с точки А апода диода Д. Катод /С диода соединен с выходом усилителя У. Величина U представляет собой разность потенциалов между точкой А и землей. На сопротивление R-1 подано напряжение Л , 1юспроизводя1дее независимую переменную, а на RA - напряжение «подставки - - Е(, от незав 1еимого источштка тока.

Пусть для примера ,, п сначала справедливо перавепство А ЕО. Тогда потенциал точки В (если EQ 0) отрицателен и выходное напряжение Е весьма вел1П о и полоЖ1Г1ельно. С.чедовательно, катод /С диода Д имеет значительно больший потенциал, чем- анод А п дпод заперт. Напряжение U весьма мало, ее.in Rz, и отрицательно по знаку. При приближении X к величине Ац величина U стремится к нулю.

Если теперь X на сколь згодно малую величину превысит ЕО, то потенциал точки В станет положительным, и напряжение Е окажется ббльшид по модулю и отрицательным по знаку. Тотчас же откроется диод Д, поскольку потенциал его катода окажется ниже, чем потенциал анода. Следовательно, замкнется цепь отрицательной обратной связи через диод Д и сопротивление Ri, причем потенциал точки А будет автоматически с большой точностью поддерживаться таким, чтобы потенциал точки В стал примерно равным нулю (т. е., чтобы входное напряжение с усилителя У было пренебрежимо мало).

Следовательно И может быть при Х ЕО вычислено по формуле; у /е

/,R,

ИЛИ, если R-г RZ,

(Е,Х.

.Y..

Зависимость U - f (X)-представлена в виде графика на фиг. 2, а.

В схеме на фиг. 1 можно переставить местами анод и катод диода Д. Тогда характеристика примет вид, близкий к изображенной на фиг. 2, б.

Образуемое на выходе схемы по фиг. 1 напряжение не зависит от колебаний характеристики диода Д, так как при X ЕО диод заперт, а при X ЕО, т. е. при отпертом диоде соотношение (2) поддерживается автоматически и параметры диода в него не входят.

Схемой по фиг. 1 можно воспользоваться, как ячейкой для построения нелинейного преобразователя.

Схема последнего показана па фиг. 3. Ячейки построены на усилителях У-1У-п (на фиг. 3 показаны лишь первая и последняя ячейки), к входам Которых подведены напряжения «подставок - EI .. . Е,,

Напряжения U . . . Un снимаются с потенциометров ячеек; установкой потенциометров достигается требуемая крутизна функции. Переключатели К . . . К,.: позволяют приключать выходы ячеек либо к входу инвертируюш;его звена У,., (оставляющего модуль без изменений, но меняюш;его знак на

обратный), либо к входу У,.., Поэтому на выходе У можно устанавливать положительное или отрицательное яацравление «аклонного участка характеристики. Недостатком схемы, приведенной на фиг. i, является значительное внзтреннее сопротивление на выходе при X,EQ.

На фиг. 4 показана видоизмененная схема, обеспечивающая мощный выход. Здесь цепь отрицательной обратной связи усилителя У-1 замыкается через лампу Л, диод Д и инвертор У-2. Когда эта цепь разомкнута, то f/ О с большой точностью. Когда цепь замкнута, то U подчиняется уравнению (2).

Схема дает зависимость (X типа, изображенного на фиг. 2, б. Ес.|и поменять местами апод и катод , то зависимость будет типа, изображенного на фиг. 2, а. Внутреннее сопротивление схемы на выходе порядка нескольких ом.

.Предмет и з о б р е т е н и я

1.Электронный функциональный блок с кусочно-линейной характеристикой, апроксимирующей произвольные функции, состоящий из однотипных ячеек, каждая из которых состоит из электронного усилителя постоянного тока и нелинейного элемента (в частности, диод), о т л ичающийся тем, что, с целью получения стабильной характеристики функционального блока, независящей от изменений характеристики нелинейных элементов, последние включены в выходные цепи усилителей - между ними и точками ответвления цепей обратной связи.

2.Форма выполнения блока по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения внутреннего сопротивления блока со стороны входа, в цепь обратной связи включены дополнительная лампа и инвертирующий усилитель.

3.Форма выполнения блока по п. 1, отличающаяся тем, что на вход усилителя постоянного тока параллельно с напряжением, воспроизводящим независимую переменную, подано напряжение от внешнего источника тока, с целью использования блока в качестве электронного ключа.

О

Фиг. 2

о ЕО