Нелинейный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G06G7/28 

11280Д06

Изобретение относится к промьшз- ленности средств связи и может быть использовано при разработке аналого- цифровых преобразователей, применяемых в телевизионной технике. 5

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия нелинейного преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема нелинейного преобразова- О теля; на фиг. 2 - диаграммы работы нелинейного преобразователя.

Нелинейный преобразователь содержит операционный усилитель 1, преобразователь 2 напряжение - ток, уст- - ройство 3 фиксации уровня сигнала, источники 4-7 тока, ключевые тран- .зисторы 8-11, шунтирующие диоды 1215,резисторы коллекторной нагрузки

16,17 и 18, источник 19 опорного напряжения.

Нелинейный преобразователь работает следующим образом.

При подаче нулевого напряжения Ug (фиг. 2а) на вход преобразователя 2 напряжение-ток его выходной ток равен нулю. Равные токи величиной I источников токов 4-7 протекают через ключевые транзисторы 8-11, на переходах база - эмиттер которых вьщеляются равные напряжения. Таким образом, к выводам шунтирующих диодов 12-15 приложены равные напряжения, шунтирующие диоды закрыты и ток через них не протекает. Через резис- 35 торы 16 и Г/ коллекторной нагрузки, величина каждого из которых равна R, протекают токи 21 и на них падают равные напряжения:

, Ueb,U2-Ul 0.

При этом на резисторе 18 коллекторной нагрузки падение напряжение

20

25

30

ре возрастет до потенциала, достаточного для открывания шунтирующего диода 12. В этот момент , , UBbix U2-Ul IR, ,g (фиг. 26,в, г,д).

Дальнейшее возрастание выходного тока преобразователя напряжение - ток 2 приведет к ответвлению тока источника 5 тока, что вызовет уменьшение тока через ключевой транзистор 9, резисторы 17 и 18 коллекторной нагрузки и так далее; Таким образом, монотонное изменение напряжения на входе преобразователя напряжение - ток 2 приведет (при отсутствии аппаратурных погрешностей) к монотонному изменению падения напряжения U3 (фиг. 2д) на резисторе коллекторной нагрузки 18 и треугольной.форме напряжения )( (фиг. 2в) между пара- фазными выводами устройства.

Компенсация погрешностей достигается тем, что на вход преобразователя напряжение - ток 2 подается сигнал ,с выхода операционного усилителя 1, на один из входов которогсэ подается входной сигнал, а на другой - сигнал обратной связи с резистора 18. В результате операционный усилитель 1 будет формировать такое напряжение на входе преобразователя напря- - ток 2, которое вызовет изменение тока Ig,x таким образом, что он компенсирует погрешности, вызываемые конечным значением сопротивления генераторов тока, преобразователя Напряжение - ток, нелинейностью элементов схемы.

U.X

жение

40

из равно 4lR,o (фиг. 2б,в,г,д). С

Устройство 3 фиксации уровня сиг-, нала обеспечивает задание такого начального уровня, который соответствует началу передаточной характеристики нелинейного преобразовате- увеличением напряжения Ug (фиг.2а) 5 Р подключении первого входа этого устройства к аноду шунтирующего диода 15 и середине передаточной характеристики нелинейного,преобразователя при подключении перйого входа устройства фиксации уровня к аноду диода 13.

на входе преобразователя напряжение - ток 2 на его выходе увеличивается ток. При этом часть тока источника 4 тока ответвляется в преобразователь напряжение - ток 2 и ток через транзистор уменьшается. При этом уменьшается падение напряжения на резисторах 16 и 18, Это происходит до тех пор, пока ток преобразователя напряжение - ток 2 не превысит значение тока I первого источника 4 тока. Как только это произойдет, переход эмиттер - база ключевого транзистора В закроется и потенциал на его эмитте50

55

Формула и зобретендя

Нелинейный преобразователь, содержащий п источников тока, п ключевых транзисторов, п шунтирующих диодов , два резистора коллекторной нагрузки и Преобразователь напряже

ре возрастет до потенциала, достаточного для открывания шунтирующего диода 12. В этот момент , , UBbix U2-Ul IR, ,g (фиг. 26,в, г,д).

Дальнейшее возрастание выходного тока преобразователя напряжение - ток 2 приведет к ответвлению тока источника 5 тока, что вызовет уменьшение тока через ключевой транзистор 9, резисторы 17 и 18 коллекторной нагрузки и так далее; Таким образом, монотонное изменение напряжения на входе преобразователя напряжение - ток 2 приведет (при отсутствии аппаратурных погрешностей) к монотонному изменению падения напряжения U3 (фиг. 2д) на резисторе коллекторной нагрузки 18 и треугольной.форме напряжения )( (фиг. 2в) между пара- фазными выводами устройства.

Компенсация погрешностей достигается тем, что на вход преобразователя напряжение - ток 2 подается сигнал ,с выхода операционного усилителя 1, на один из входов которогсэ подается входной сигнал, а на другой - сигнал обратной связи с резистора 18. В результате операционный усилитель 1 будет формировать такое напряжение на входе преобразователя напря- - ток 2, которое вызовет изменение тока Ig,x таким образом, что он компенсирует погрешности, вызываемые конечным значением сопротивления генераторов тока, преобразователя Напряжение - ток, нелинейностью элементов схемы.

U.X

жение

Формула и зобретендя

Нелинейный преобразователь, содержащий п источников тока, п ключевых транзисторов, п шунтирующих диодов , два резистора коллекторной нагрузки и Преобразователь напряже

ние - ток, причем каждый источник тока одним выводом соединен с отрицательной шиной питания, а другим выводом соединен с эмиттером соответствующего ключевого транзистора и с анодом соответствующего шунтирующего диода, катод каждого шунтирующего диода, кроме п-го, подключен к аноду следующего по порядку шунтирующего диода катод п-го щунтирующего диода соединен с базами п ключевых транзисторов и с шиной напряжения смещения, анод первого шунтирующего диода соединен с выходом преобразователя напряжение - ток, коллекторы клю- чевых транзисторов с нечетными номерами подключены к первому выводу первого резистора коллекторной нагрузки и к первой выходной клемме преобразователя, коллекторы ключевых транзисторов с четными номерами подключены к первому выводу второго резистора коллекторной нагрузки и второй выходной клемме преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повьштения точности и

5

0

5

быстродействия, в него введены третий резистор коллекторной нагрузки, операционный усилитель, блок фиксации сигнала и источник опорного напряжения, причем первый вывод тре,тьего резистора коллекторной нагрузки соединен с положительной шиной питания вторые выводы первого, второго и третьего резисторов коллекторной нагрузки соединены между собой и с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение - ток, положительный вывод источника опорного напряжения соединен с катодом п-го шунтирующего диода, а отрицательный вывод - с одним из входов

блока фиксации уровня сигнала, другой вход которого соединен с анодом п-го щунтирующего диода, управляющий вход блока фиксации уровня сигнала является тактовым входом преобразователя, :а выход блока фиксации уровня сигнала соединен с вторым входом операционного усилителя и с (ВХОДОМ нелинейного преобразователя.

2Г 31 Ш Ifyt .

Редактор М. Дьшын

Составитесь Н. Фирсов Техред М.Ходанич

Заказ 7052/43 Тираж 671Подписное

. ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор С. Черни

Изобретение относится к промьш- ленности средств связи и может,быть использовано при разработке аналого- цифровых преобразователей, применяемых в телевизионной технике. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. Нейлинейный преобразователь содержит операционный усилитель 1, преобразователь напряжение - ток 2, устройство 3 фиксации уровня сигнала, источники 4,5,6 и 7 тока, ключевые транзисторы 8,9,10 и 11, шунтирующие диоды 12,13,14 и 15, резисторы 16,17 и 18 коллекторной нагрузки, источник 9 опорного напряжения. Поставленная цель достигается за счет введения третьего резистора 18 коллекторной нагрузки, операционного усилителя 1, блока 3 фиксации уровня сигнала и источника 19 опорного напряжения. Компенсация погрешностей достигается тем. что на вход .:преобразователя напряжение - ток 2 подается сигнал с выхода операционного усилителя 1, а устройство фиксации уровня сигнала обеспечивает задание такого начального уровня, который соответствует началу передаточной характеристики нелинейного преобразователя. 2 ил. ю 00 4 о G5