Функциональный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быт-ь применено при конструировании преобразователей с нелинейньми передаточными функциями.

Известен функциональный преобразователь с высокимвходным сопротивлением, содержащий дифференциальные усилители, токозадающий резистор и нелинейный элемент. Внутреннее со..противление источника сигнала, не вызывает дополнительной погрешности при использовании данного функционального преобразователя 1 }.

Недостатком данного преобразователя является отсутствие ди(})ференциального входа, не позволяющее работать от мостовых источников сигнала, а при симметричных источниках сигнала используется лишь половина полезного сигнала, что соответственно ухудшает отношение сигнал-шум,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный усилитель инвертирующий вход которого через первый входной резистор подключен к первому входу преобразователя. Неинвертирующий вход подключен к шике нулевого потенциала, а в цепи отрицательной обратной связи включе нелинейный элемент и дополнительньш дифференциальный усилитепь с резистором в цепи отрицательной обратной связи, второй входной резистор и дополнительный резистор, включенный между выходом дополнительного дифференциального усилителя и его неинвертирующим входом и выходом ripe-образователя, инвертирующий вход дополнительного дифференгдиального усилителя соединен с вторым входом Преобразователя Г2,

Недостатком известного преобразователя является низкое входное сопротивление, которое определено сопротивлениями входных резисторов, Определяющими одновременно и масштаб преобразования. Если внутренне сопротивление источника сигнгша кмеет с входным сопротивлением преобразователя сравнимое значение,:, то возникает дополнительная погрешность преобразования.

Целью изобретения является повышение точности путем повьшюния входного сопротивления.

Поставленная цель достигается veMj что в функциональньш преобразователь, содержащий первый дифференциальн1)1й ус1шитель, инвертируюлтий вход которого соединен с первыми выводами первого и второго маситабиыз резисторов, а выход подклюjeH ; второму выводу первого мас(птаЗного резистора, второй дифференциальный усилитель, инвертирующий Е:ХОД которого соединвн с первыми выводами третьего и четвертого масштабных резисторов, а выход подключен к первому выводу нелинейного

элемента и является выходом преобразователя ,, содержит дополнительный дифференциальный усилитель и дополнительный масщтабньй резистор, ко- , торый включен между выходом первого

и неинвертирующим входом дополни-. TejjbHoro дифференциальных усилителей, выход дополнительного дифференциального усилителя подключен к вто- ; , рым вьшодам второго и третьего масштабных резисторов, инверти, рующий .вход дополнительного дифференциального усилителя соединен с вторым выводом четвертого масщтаб- кого резистора и с щиной нулевого

потенциала, а неинвертир5тощий вход с вторьш выводом нелинейного элемента ., неинвартирующие входы первого и второго дифферешдиальных усилителей являются входами преобразователя .

На чертеже изображена схема функционального преобразователя.

Преобразователь содержит входы 1 и 2,, первый 3 и второй 4 и дополнитеиькый 5 дифференциальные усилители s нелинейный элемент 6, второй, первьм, третий и четвертый масштабные резисторы 7-10, дополнительньй масштабный резистор 11, шину 12 нулевого потенциала, и выход 13.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Все дифференцигшьные усилители 3-5 охвачены отрицательной обратной

связью и на инвертирующем и неинзергирующем входах каждого усилителя поддерзкиваются практически одинаковые потенциалы (при достаточных

коэе|нЬкциентак усиления усилителей). jqHTbiBafl это, можно вьтисать следую- щие формулы (пусть резисторы 7,9 к 11 имеют значение R, а резисто.ры 8 и 10 - значение KR).

Напряжение Uv на выходе дополнительного дифференциального усилителя 5 равняется

и,Ц4..)и

(Я

ех. где Ug - напряжение на первом входе преобразователя (вывод 1) . Напряжение на инвертирующем входе дифференциального усилителя 3 равняется где (2 напряжение I на втором входе преобразователя (вывод 2). Напряжение U, на выходе дифференциального усилителя 3 равняется и -Ки -(КИ)и. с:(К4)и..-(1 -И|и„ - (3) э 1Lвх BXj

Ток 3 через нелинейный элемент 6 равняется

и, (-IjUe.-UBx,)

(4)

Таким образом, разность входных напряжений преобразуется в ток через нелинейный элемент с масштабом В структурной схеме предлагаемого функционального преобразователя егр входы подключены к неинвертирзпощим входам дифференциальных усилителей, а сигналы отрицательной обратной связи поступают на.инвертирующие входы дифференциальных усилителей.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого и второго масштабных резисторов , а выход подключен к второму выводу первого масштабного резистора, второй дифференциальньй усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами третьего и четвертого масштабных резисторов, а выход подключен к первому выводу нелинейного элемента и является выходом преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности путем повышения входного сопротивления, он содержит дополнительный дифференциальный усилитель и дополнительньм масштабный резистор, которьй включен между выходом первого и неинвертирующйм входом дополнительного дифференциальных усилителей, выход дополнительного дифференциального усилителя подключен к вторым выводам второго и третьего масштабных резисторов, инвертируюгадй вход дополнительного дифференциаль,ного усилителя соединен с вторым вьгаодом четвертого масштабного ре(Л зистора и с шиной нулевого потенциала , а неинвертиру5ощий вход с вторым выводом нелинейного элемента, неи шертирующие входы первого и второго дифференциальных усилителей являются- входам преобразователя.