Функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примен но при конструировании преобразоват лей для получения нелинейных соотно шений между входньми и выходными си налами. Известен функциональный преобразователь, содержащий источник пре образуемого напряжения, повторитель напряжения, входной резистор, нелинейный элемент, первый и второй диф ференциальные операционные усилител два резистора и делитель напряжения l, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого через входной резистор соединен с первым входом устройства, а не инвертирующий - с шиной нулевого потенциала, и второй дифференциальный операционный усилитель выход которого через нелинейный элемент соединен с инвертирующим входом пер вого дифференциального операционног усилителя, выход которого соединен через резистор с первым входом-устройства к с инвертирующим входом второго дифференци ьного операцион ного усилителя, а через последовательно подключенные резисторы - с вторым входом устройства, причем об щая точка последовательно подключен ных резисторов соединена с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя 23 i Для известных устройств харакTQPHO то, что входное сопротивление преобразователя недостаточно высокое для использования прямо на выходе прецизионных измерительных приборов Целью изобретения является повышение точности преобразования путем повышения входного сопротивления преобразователя. Поставленная цель достигается тем;, что в функциональный преобразователь , содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора и выходу нелинейного элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя инвертирующий вход которого является входом преобразователя, введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного усилителя, . второй вывод первого двухполюсника соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя, а второго двухполюсника - с шиной нулевого потенциала преобразователя, .выход первого дифференциального операционного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистора и с ыеинвертирующим входом второго дифференциального операциянного усилителя. На чертеже представлена блок-схема функционального преобразователя. Преобразователь содержит первый и второй дифференциальные операционные усилители 1 и 2,нелинейный элемент 3, токозадающий резистор 4, первый и второй двухполюсники 5 у 6. Преобразователь работает следующим образом. Дифференциальный операционный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью через токозадающий резистор 4, а на неинвертирующий вход дифф1еренциального операционного усилителя 1 подается напряжение смещения/ снимаемое с выхода дифференциального операционного усилителя 1 при помощи комплексного делителя. Дифференциальный -операционный усилитель 2 охвачен обратной связью через нелинейный элемент 3, токозадающий резистор 4 и дифференциальный операционный усилитель 1. При приведенном включении, благодаря действию общей обратной связи, на нейнвертирующем входе дифференциального операционного усилителя 2 создается напряжение (Uj.) / близкое к напряжению преобразуемого сигнала (Uftx). Ua Ubx-ea, где е„ напряжение между инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального операционного усилителя 2. Само напряжение P/j. определяется соотношением i V k, где 1) - напряжение на выходе дифференциального операционного усилителя 2 j 1С,2. коэффициент усиления дифференциального операционного усилителя 2. В функциональных преобразователях необходимо, чтобы ток /f-j через нелинейный элемент 3 соответствовал бы точно соотношению приложенного к реобразователю напряжения (Jgy и сопротивления (К.) токозадающего резистора 4. Для определения значения указанного тока 1 , который вообще опрееляется током (-1) через токозадаюий резистор 4,,необходимо еще опреч елить значения напряжений на неинвертирующем входе (U) дифференциального операционного усилителя 1 значение напряжения между инвертиующим и неинвертирующим входами дифференциального операционного ус лителя 1 8 , Напряжение Оц определяется V з где - сопротивление токозадающе резистора 6; RS - сопротивление токозадающе резистора 5. Напряжение (i) между входами дифференциального операционного ус лителя 1 определяется где К - коэффициент усиления дифV ференЦиального операционн усилителя 1. На основе имеющихся соотношений (1) - (4) можно выписать значение равное токуч , тока 1, ;,.-ErU. UM-ea4.fe, C-gi C5U - ir;rfe) Как видно из (5), ток через нелинейный элемент 3 зависит от перв линейной части и второй нелинейной части (а общем случае напряжение IJ нелинейно связано с преобразуемым Напряжением UBX ) Выбирая коэффициент делителя и Кб равным значению .JL., 1 i . (б) нелинейная составляющая тока V . скомпенсируется и окончательно ; ) (7) ,. , ч ток через нелинейныйэлемент определяется .линейно через преобразуемое напряжение, сопротивление токозгщающего резистора и коэффициент усиления дифференциального операционного усилителя 1. Технико-экономический эффект заключается в том, что в предлагаемом преобразователе действительно достигается высокое входное сопротивление, определяемое входньлм сопротивлением дифференцисшьного операционного усилителя 2 в режиме повторителя. Дополнительно в предлагаемой схеме компенсируется нелинейная составляющая погрешности за счет того, что нелинейное напряжение на входе дифференциального операционного усилителя 2 8. компенсируется нелинейным напряжением обратной фа,зы Ui .

) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый.дифференци- альный операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора и выходу нелинейного элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференциального операционного усилителя, инвертирующий вход которого является входам преобразователя, отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения входного сопротивления преобразователя, в него введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного . усилителя, второй вывод первого двухполюсника соединен.с выходом второго дифференциального операционного усилителя, второй вывод второго двухполюсника соединен с шиной нулевого потенциала преобразователя, выход первого дифференциального операционного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистора (Л и с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя.