Диодно-резистивный нелинейный элемент без опорных напряжений Советский патент 1986 года по МПК G06G7/26 

S

//

1С

ел

со

4

у

Изобретение: относится к аналогово вычислительной технике, радиоэлектронике и может быть использовано в системах управшения, в специализированных и унивЕфс-альных аналоговых машинах.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена схема нелинейного элемента.

Нелинейный элемент содержит дифференциальный операционный усилитель 1, резистор 2 обратной связи, коммутирующий диод 3, первый 4, второй 5 и третий 6 масштабные резисторы, стабилитрон 7,-первый 8 и второй 9 информационные входы, выход 10, соединенные по приведенной схеме.

Диодно-резистивный нелинейный элемент без опорных напряжений работает следующим образом.

,При возрастании входного положительного сигнала на входе 8 возрастает отрицательное напряжение на входе 9, что приводит к возрастанию положительного напряжения на аноде диода 3 и отрицательного на аноде стабилитрона 7. При достижении входного .напряжения 1. значения узла аппроксимации U,j напряжения на диоде 3 и стабилитроне 7 становятся равными напряжениям их стабилизации При U( Uj( сопротивления диода 3 и стабилитрона 7были бесконечно велики, поэтому напряжение Uy на выходе усилителя 1 было равным нулю. После достижения Uyj величины l и дальнейшем увеличении ток через диод 3 и сопротивление RO резистора 2 будет возрастать, а напряжение IJpiJ на диоде 3 {как и напряжение Uj,2 на стабилитроне 7) оставаться постоянным. Поэтому ии, равное падению напряжения на сопротивлении RO резистора 2, будет возрастать , т. е.

О при U j4Uxdi (j

у

R

( ) при

F

iX

где R. - сопротивление резистора 4 В уравнении (1) определяется из соотношений

RU

It JiiL alT

(2).

Чей

-UDZI i.H,.

Ril. RzL

-V.,,,, (3)

-и

«t Rjt

де Rj; - сопротивление резистора 6,

Отсюда

DU+UML R {,

;4.

1 U.d-U..; H 21

JDH

Ub2l +UDiX ;5)

К

3l

ii

и

-u

wi

хг1

Выполнение нелинейного элемента согласно изобретению позволяет значительно уменьшить ошибки ully-il , O -y2i. 5 AUjl из-за температурной нестабильности диодов Uj)-Li , AUpji , конечности коэффициента усиления Кус и напряжения смещения UCM усилителя до значений .

ли,,,,(.§)-ди,,,|-;(б)

RO , R о

1. В± + RCL

Ril Кг1 .

6 и,

(7)

yi

к

VC

AU,

(8) В формуле (6) uUj)i. и AUpji имеют

противоположные знаки, так как ТКН кремниевых: диодов, включенных в прямом направлении, и ТКН стабилитронов с напряжением стабилизации более 4,58 имеют противоположные знаки. Например, при применении стабилитрона 7 типа КС147 с Ujji 4,58, ТКН -0,01%/°С (0,5 мВ на 1°С) и кремниевого диода 3 с температурной нестабильностью 2-3 нВ на . Ий {4} найдем Rgj 1 ,1839R, а из (5) -Rzi 10,ЗНз|.Из уравнения (1) найдем при крутизне характеристики элемента 45°, что . Отсюда по формулам (7)-(8) имеем AUyiL 1,84466-AUi,2i 0,8466j

5-,, 2,84466

(9) О Ujyai -V

к

ус

A%L -U,2,.84A66.

Эти погрешности нелинейного элемента существенно меньше, чем в известной схеме, что объясняется увеличением глубины отрицательной обратной связи усилителя 1. Кроме того, используя ста:билитрон 7 с положительным ТКН, при отрицательном ТКН кремниевого диода 3 можно подобрать такой тип стабилитрона 7, котором погреш0 ность AUyii может быть полностью скомпенсирована.

Ф о р м у ла изобретения

5 Диодно-резистивный нелинейный элемент без опорных напряжений, содержащий дифференциальный операционный усилитель, неинвертирующий вход 31 которого соединен с шиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход подключен к первому вьшоду резистора обратной связи и-через последователь но соединенные коммутирующий диод и первый масштабный резистор к первому информационному входу элемента, первый вывод второго масштабного резистора является вторым информационным входом элемента, второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом дифференциального операционного усилителя, который является вы34ходом элемента, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введешь последовательно соединенные стабилитрон и третий масштабный резистор, общий вьгаод которых подключен к BTopoi r выводу второго масштабного резистора, а свободные выводы подключены соответствеийо к шине нулевого потенциала и к общему выводу последовательно соединенных первого масштабного резистора и коммутирующего диода.

Изобретение относится к обла;сти аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в анало1-овых функциональных преобразователях без опорных напряжений, воспроизводящих заданные зависимости по методу кусочно-линейной аппроксимации. Цель изобретения - повышение точности. Нелинейный элемент содержит дифференциальный операционный усилитель , резистор 2 обратной связи, коммутирующий диод 3, масштабные резисторы 4-6, стабилитрон 7, информационные входы и выход устройства. Достижение (Л поставленной цели обеспечено за счет введения третьего масштабного резистора 6 и стабилитрона 7, а также новых связей между элементами. 1 нл.