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

Изобретение относится к аналоговой вычислительной текнике, радиоэлектронике и может быть использовано в системах управления, в специа- Лизированнь х и универсальных аналоговых машинах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей нелинейного элемента заiсчет независимой регулировки крутизны выходной характеристики и напряжения переключения ,

На чертеже приведена схема нелинейного элемента.

Диодно-резистивньй нелинейный элемент содержит масштабные резисторы 15,2 и 3, стабилитрон 4, ког Му- тирую1ЦЗг1й диод 5, дифференциальный операционньш усилитель 6, резистор обратной связи 7, вход 8 и выход 9, соединеннь е по приведенной схеме.

Элемент работает следующим образом,

К инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя 6 в общем случае подключено п нелинейных элементов, в том числе )езис тор 10 с сопротивлением R , для моделирования линейного участка функции, который на чертеже показан пунктирной линией. Потенциал на инвертирующем входе усилителя б равен нулю. Допустим, что диод 5 и стабилитрон 4 включаются при U.,U , тог да при и,; и их сопротивление пра тически бесконечно велико. В этом случае напряжение на выходе усилителя 6 будет

R.

R

Ux

(1)

IS)

И диодно-резистивпьй нелинейный элемент, состоящий из резисторов 1 (R. ), 2 (R, ), 3 (), диода 5 и стабилитрона 4 отключен, т.е. практически не влияет на напряжение на выходе суммирующего усилителя,,

При достижении входного напряже- напряжение на вькодё

становится равным U

V ri

10

ния и , и,.

ос и VI R i

а напряжения на диоде 5 и стабилитроне 4 достигают значений напряжени стабилизации Uj,. и Uj, (диод 5 и стабилитрон 4 включаются) и с увеличением Uj, практически не,меняются хотя токи через них будут возрастать, В результате при U U,

падение напряжергия на резисторе 2 останется постоянным (Ujj +и.) ,а ток через резистор 1, а следовательно, и через дис)Д .5 и резистор 10 будет линейно меняться в зависимости от и,.-Поэтому Uy, равное падению напряжения на резисторе 10, будет возрастать.

JO

ли.

(2)

15

Крутизна выходной характеристики 1,у зависит только от отношения

V. arct§ 11

i. R

(3)

20 Резистор 2 влияет на расположение узла аппроксимации Uj, , а резистор 3 - на момент включения стабилитрогде U.vji - определяется из моделируемой по методу кусочно-линейной аппроксимации зависимости

и, -F(U)

(6)

при и „ . Из уравнений (4), (5)

найдем

R . R .

71 И

Upsi

Uxn -Upsi

.- к

21 1

R

(7)

R

ai

R.

5

(l+V-sB ТГ

U.i-Up.1

R

Hi и ,

(8)

- коэффициенв которых К

ты пропорциональности.

Ошибки элемента могут быть найдены из выражений

6U

Н1

+и.

ri

D5i R,

t-)

K. «2,

-...(9)

+ Ж + Rr,

ROC RQI

(10)

К

4t

В формуле (9) Ujjs и Uj, имеют противоположные знаки, так как ТКН

312771

кремниевых диодов, включенных в прямом направлении, и ТКН стабилитронов с напряжением стабилизации более 4,5 В имеют противоположные знаки, что может позволить осуществить пол- 5 кую компенсацию ди, ,

Формула изобретения

Диодно-рез истивньй нелинейный элемент без опорных напряжений, содержащий дифференциальный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого по- тенциала, а инвертирующий вход подключен к первому выводу резистора обратной связи и через последовательно соединенные коммутирующий диод и первый масштабньй резистор к инфор- мационному входу элемента, второй

5 0

484

масштабный резистор, подключенный первым выводом к общему выводу коммутирующего диода и первого масштабного резистора, второй вывод резистора обратной связи соединен с выходом дифференциального операционного усилителя, который является выходом элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет независимой регулировки крутизны характеристики и напряжения переключения элемента, в него введены последовательно соединенные третий масштабньй резистор и стабилитрон, общий вывод которых подключен к второму вывоДу второго масштабного резистора, а свободные выводы подключены соответственно к выходу дифференциального операционного усилителя и к шине нулевого потенциала.

Изобретение относится к облас-. ти вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых функциональных преобразователях без опор- ных напряжений, воспроизводящих заданные зависимости по методу кусочно-линейной аппроксимации.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет независимой регулировки крутизны выходной характеристики и напряжения переключения. Диодно-резистивньй нелинейный элемент содержит три масштабных резистора, стабилитрон, коммутирующий диод, дифференциальный операционный усилитель и резистор обратной связи. Достижение поставленной цели .обеспечено благодаря введению в нелинейный элемент последовательно соединенных третьего масштабного резистора и стабилитрона. 1 ил. i (Л to VI vj i 00

-С-

I 1.

-W

S

Ю L

Редактор А. Гулько

Составитель А. Маслов

Техред М.Ходанич Корректор Е. Сирохман

Заказ 6669/44 Тираж 671 Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

ч

9 -0

(1