Диодный функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

(54) диодный ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель , выход которого является выходом .преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного уййлителя, п диодно-резисторных элементов, каждый изкоторых выпЬлнен на коммутирунмдем диоде и двух входных резисторах, соединённых одними выводами между со§ой, вторые выводы первоговходного резистора каждого диодно-резисторного элемента соединены и являются входом преобразователя, катод коммутирукицего диода каждого диодно-резисторного элемента соединен с неинвертирукяцим входом операционного усилителя, а анод - с общим выводом первого и второго входных резисторов .13.

Недостатком его является относительно низкая точность,обусловленная малой величиной и нестабильностью входного тока операционного усилителя, который должен втекать в его неинвертирующий вход для обеспечения работоспособности преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, выход которого- является выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом Операционного усилителя, п диодно-резисторных ячеек, каждая из которых выполнена на коммутирующем диоде и двух входных резисторах, причем первые выводы первого и второго входных резисторов каждой диодно-резисторной ячейки объединены между собой, а вторые выводы первых входных резисторов диодно-резисторных ячеек объединены и являются входом преобразователя, вторые выводы вторых входных резисторов Диодно-резисторных ячеек объе20динены, катоды коммутиругацих диодов диодно-резисторных ячеек объединены и соединены с неинвертирукицим входом операционного усилителя, с катодом (п-И)-го коммутирующего диода и с выходом генератора тока, а анод (п+1)-го коммутирующего диода соединен с шиной нулевого потенциала t2.

Недостатком известного преобразователя является наличие погреш-

ости, обусловленной нестабильностью порного напряжения.

Цель изобретения - повышение точости диодного функционального пребразователя.

Поставленная цель достигается тем-, т5 в диодном функциональном преобразователе, содержащем операцион ный усилитель, выход которого являет°ся выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, п диодно-резистивных ячеек,каждая из которых выполнена на коммутирующем диоде и двух. входных резисторах, причем первые выводы первого и второго входных резисторов каждой диодно-резисторной ячейки-объединены между собой, а вторые выводы первых входных резисторов диодно-резисторых ячеек объединены и являются входом преобразователя , вторые выводы вторых входных резисторов диодно-резисторных ячеек объединены, катоды коммутирующих диодов диодно-реэисторных ячеек объединены и соединены с. неинвертирующим входом операционного усилителя, с катодом (n+lO-Vo коммутирующего иода и с выходом генератора тока, а анод (п+1)-го коммутирующего диода соединен с шиной нулевого .потенциала, в каждую диодно-резисторнуюячейку введены последовательно соединенные токоограничивающий резистор и коммутирующий стабилитрон, причем в каждой диодно-резисторной ячейке свободный вывод коммутирующего стабилитрона соединены с анодом коммутирующего диода, а свободный вывод токоограничивающего резистора соединен с общим выводом первого и второго входных резисторов, вторые выводы вторых входных резисторов диоднорезисторных ячеек соединены с шиной нулевого потенциала.

На чертеже приведена схема преобразователя.

Преобразователь содержит операционный усилитель 1, резистор обратной связи 2, диодно-резисторные ячейки 3.,..., ЗУ,, коммутирующие диоды 4 , . . ., 4у,, первые 5 , . . ., 5у, и -вторые 6 , .. . , бу, входные резисторы, токоограничивакяцие резисторы 1 ,..., 7у,,коммутирующие стабилитроны 8,..., 8у,,генератор тока 9, коммутирующий диод 10.

Функциональный преобразователь работает следунвдим образом.

При отсутствии входного напряжения и все коммутирукщие стабилитроны а ,. .. , 8,и коммутирующие диоды ,, .., 4 , диодно-резисторных ячеек 3 ,... , ЗУ, закрыты, кроме ( n-f 1 ) го коммутирующего диода 10, открытого за счет протекания тока генератора тока 9. По мере увеличения вход- . ного напряжения открывается коммутирующий стабилитрон 8 и коммутирующий диод 4 ячейки 3. Потенциал на неинвертирующем входе и на выходе

операционного усилителя 1 увеличивйется в соответствии с первым участком аппроксимации воспроизводимой функции. Коммутирующий диод 10 зак-. рывается. При этом можно подобрать

величины сопротивлений входных резисторов. 5, б 2. так, чтобы пот.енциал на коммутируюшём стабилитроне 8 изменялся с большим (по модулю) смещением а за счет токоограничивающег.о резистора 7 с- большей производной, чем на коммутирующем стабилитроне 8x1 При достижении потенциалом на катоде стабилитрона 8 величины большей, чем величина на катоде стабилитрона 8, коммутирующий стабилитрон 8 и коммутирующий диод 4х2 открываются, а коммутирующий стабилитрон 8/) и коммутирующий диод 4-t закрываются. Потенциал на неинвертируютем входе и на выходе операционного

усилителя 1 при этом изменяется в соответствии с вторым участком аппроксимации воспроизводимой функции.При достижении потенциалом на катоде стабилитрона БЗ величины большей, чем величина потенциала на стабилитроне 8, стабилитрон 8 и диод 4 закрываются. Потенциал на неинвертирующем входе и на выходе операционного усилителя 1 при этом изменяется

в соответствии с третьим участком аппроксимации моделируемой функции. Аналогично работают остальные диодно-резисторные ячейки 3/j.,..., 3|. На каждом участке аппроксимации

воспроизводимой функции работает

только одна диодно-резисторная ячей- . ка 3 и соответственно только один коммутирующий стабилитрон 8 и коммутирующий диод 4. Величина тока

.генератора 9 выбирается из условия работы диодов 10, 4/2., .. . , 4 ц на линейном участке вольт-амперной характеристики. Коммутирующий стабилитрон 8 j в преобразователе на i-м

участке аппроксимации воспроизводимой функции сочетает функцию коммутации с функцией источника, регулируемого резисторами 5j , б смещения выходной характеристики соответствующей диод.но-резисторной ячейки 3.j . Генератор тока 9 может быть реализован как на полевых и биполярных транзисторах, так и на операционных усилителях в зависимости от требований, предъявляемых к его точности и стабильности.

Технико-экономический эффект заключается в повышении точности диодного функционального преобразователя за исключения источника опорного напряжения.