Функциональный преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G06G7/26 

тве части опорных диодов стабилитронов с напряжением стабилизации 5 В с ТКН О и 2,5 В и -7,5 В с ТКН проти1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг.1 изображена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - графики, поясняющие его работу.

Функциональный преобразователь содержит первый 1 и второй 2 выходные операционные усилители, между входами и выходами ко торых включены резисторы 3 и 4 обратной связи, п потенциометров , включенных между входаьш операционных усилителей 1 и 2, п масштабных резисторов 6 ,- 6, включенных между выходами аппрок- симируюищх ячеек 7,-7 и подвижными контактами потенциометров . Каждая из п аппроксимируюгцих ячеек 7, - 7 содержит один операционный усилитель . Мелсду выходом первого выходного операционного усилителя 1 и входом второго выходного операционного усилителя 2, выход которого является выходом функционального преобразователя, включен.согласующий резистор 9, К входу операционных усилителей (1 подключены резисторы 0 обратной связи, а в 2 -х аппроксимирующих ячейках - первые масштабные резисторы П.,, л 111, и т.д. Между инверсным входом преобразователя -U j и шиной нулевого потенциала в кагодой аппроксимирующей ячейке 7 ;|-7„ последовательно включены вторые и третьи входные масштабные резисторы 12,-12 и 13f, соответственно, а между прямым входом преобразователя +U и шиной нулевого потенциала в j-e аппроксимирующие .ячейки с индексами, не равным целым степеням двойки (j 2 ), последовательно включены четвертые и пятые входные масштабные резисторы 14;-1А и 15 j - 15 соответственно.

воположных знаков, обеспечивающих одновременно и повышение точности. 2 ил.

Функциональный преобразователь содержит также коммутирующие диоды 16, - 16, и

и опорные, стабилитроны

0

5

0

5

0

5

0

5

19,-19,, включенные-по приведенной на фиг.1 схеме. При зтом в аппроксимирующих ячейках 7 - 7-j целесообразно использовать опорные стабилитроны 18 - 19 с напряжением стабилизации соответственно 5; 2,5; 5 и 7,5 В, которые обеспечивают воспроизведение первой, второй и третьей треугольных функций Шаудера (фиг.2)„ Воспроизведение треугольных функций более высокого порядка аппроксимирующими ячейками 7 - 7„ (фиг.1) осугчествляется с использованием опорных стабилитронов в диодном включении либо обычных кремниевых диодов.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Каждая из аппроксимирующих ячеек 7 (k 1,2-,...) обеспечивает воспроизведение треугольной функции (J(x), основание которой соответствует системе функций Шаудера (фиг.2). Это обеспечивает по отношению к прототипу при равном количестве интервалов кусочно-линейной аппроксимации сокращение требуемого числа аппроксимирующих ячеек 7 - 7. Формирование треугольных функций обеспечивается за счет подключения к входам операционных усилителей 8,-8 „ входных масштабных резисторов. 11 -1 I), и диодных элементов без опорных напряжений, вьтол- ненных на опорных стабилитронах . 18, 19j и входных масштабных резисторах , 13 -13„, 14 j, 15 j. Б аппроксимирующих ячейках для формирования треугольных функций, близлежащих К началу координат и имеющих номера к 2 (1,2,4,8 и т.д.), достаточно иметь только по одному опорному стабилитрону 18 и по одному первому входному масштабному резистору 11д, а в остальных аппроксимирующих ячейках 7,- по два опорных стабилитрона 18 и 19..

Для обеспечения повышенной точности в аппроксимирующей ячейке 7 , в качестве опорного стабилитрона 18 целесообразно применение стабилитрона с напряжением стабилизации 5 В,

ных усилителей, согласующий резистор, включенный между выходом первого и входом второго выходных операционных усилителей, вьпсод последнего является выходом преобразователя п масштабных резисторов и п аппроксимирующих яче- ек, 2 -е (i 1,2..) аппроксимирующие ячейки содержат первые, вторые

ТКН которого теоретически равен нулю, ю и третьи, а остальные аппроксимирующие а в аппроксимирующих ячейках 72 и

7 J - стабилитронов с напряжением стабилизации 2,5 и 7,5 В, ТКН которых имеют противоположные знаки, В остальных аппроксимирующих ячейках 7 вместо стабилитронов могут быть применены плоскостные кремниевые диоды в прямом включении. При этом их ТКН влияния на точность не оказывает, так как треугольные функции (f (х) суммируются при формировании аппрок- симирзтощей функции Ч (х)

, . п

: k ,-Lf(x) с быстро убывающими

коэффициентами k,. Требуемые величины и знаки коэффициентов k, устанавливаются поочередно с помощью потенциометров в результате регулировки значений функгщи в узлах аппроксимации. Для приведенного на фиг.2 примера с четырьмя узлами аппроксимации сначала следует установить у f(x2), затем у, f(х ,) и у Г(хз). При большем числе узлов аппроксимации процесс настройки функционального преобразователя на воспроизведение функций, изображенных на фиг.2, осуществляется в аналогичной последовательности. При воспроизведении произвольных монотонных функций схему, изображенную на фиг.1, слудет дополнить не составляющими существенных отличий элементами для установки f(Xo) и (х-иакс При.их наличии вначале следует установить f(Xo)j затем Г(.) и далее по тексту.

Формулаизобретения

Функциональный преобразователь, содержащий первый и второй выходные операционные усилители, первый и второй резисторы обратной связи, включенные между входом и выходом соответствующего выходного операционного усилителя, п потенхщометров, включенных между входами выходных операцион2 -е t

ячейки - вторые, третьи, четвертые и пятые входные масштабные резисторы, каждая аппроксимирующая ячейка содержит операционный усилитель, первый

15 и второй коммутирующие диоды и резистор обратной связи, первый выход которого подключен к входу операционного усилителя и через первый коммутирующий диод - к его выходу, второй

20 коммутирующий диод в каждой аппроксимирующей ячейке включен между выходом операционного усилителя и вторым выходом резисторов обратной связи, масштабные резисторы включены между

25 подвижными контактами соответствующих потенциометров и вторыми выводами резисторов обратной связи -соотватст- В5ПОЩИХ аппроксимирующих ячеек, первый входной масштабный резистор первой

30 аппроксимирующей ячейки включен между входом ее операционного усилителя и прямым информационным входом преобразователя, о т л и -ч а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения, в

3g.аппроксимирующие ячейки введены по одному, а в остальные - по два опорных стабилитрона, которые со единены первыми вьшодами с входами операционных усилителей соответствующих аппроксимирующих

40 ячеек, входы операционных усилителей 2 -х аппроксимирующих ячеек подключены чорез первые входные масштабные резисторы к прямому входу преобразователя, вторые выводы опорных стабилитронов

45 2 - -X аппроксимирующих ячеек и первых опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через вторые и третьи входные масштабные резисторы соответственно к.

50 инверсному информационному входу преобразователя и к шине нулевого потенциала, вторые выводы вторых.опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через четвер55 тый и пятый входные масштабные резисторы соответственно к прямому входу преобра зователя и к шине нулевого потенциала.

ных усилителей, согласующий резистор, включенный между выходом первого и входом второго выходных операционных усилителей, вьпсод последнего является выходом преобразователя п масштабных резисторов и п аппроксимирующих яче- ек, 2 -е (i 1,2..) аппроксимирующие ячейки содержат первые, вторые

и третьи, а остальные аппроксимирующие

2 -е t

ячейки - вторые, третьи, четвертые и пятые входные масштабные резисторы, каждая аппроксимирующая ячейка содержит операционный усилитель, первый

и второй коммутирующие диоды и резистор обратной связи, первый выход которого подключен к входу операционного усилителя и через первый коммутирующий диод - к его выходу, второй

коммутирующий диод в каждой аппроксимирующей ячейке включен между выходом операционного усилителя и вторым выходом резисторов обратной связи, масштабные резисторы включены между

подвижными контактами соответствующих потенциометров и вторыми выводами резисторов обратной связи -соотватст- В5ПОЩИХ аппроксимирующих ячеек, первый входной масштабный резистор первой

аппроксимирующей ячейки включен между входом ее операционного усилителя и прямым информационным входом преобразователя, о т л и -ч а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения, в

.аппроксимирующие ячейки введены по одному, а в остальные - по два опорных стабилитрона, которые со единены первыми вьшодами с входами операционных усилителей соответствующих аппроксимирующих

ячеек, входы операционных усилителей 2 -х аппроксимирующих ячеек подключены чорез первые входные масштабные резисторы к прямому входу преобразователя, вторые выводы опорных стабилитронов

2 - -X аппроксимирующих ячеек и первых опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через вторые и третьи входные масштабные резисторы соответственно к.

инверсному информационному входу преобразователя и к шине нулевого потенциала, вторые выводы вторых.опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через четвертый и пятый входные масштабные резисторы соответственно к прямому входу преобра зователя и к шине нулевого потенциала.

(x)

Фие. 2

Редактор Е.Копча

Составитель Н.Зайцев Техред А.Кравчук

Заказ 6365/43 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ 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,

Корректор В.Бутяга

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Цреобразователь содержит первый и второй операционные усилители 1 и 2, первый и второй масштабные резисторы 3 и 4 обратной связи, п потенциометров 5,,,..,5, п масштабных резисторов 6,.,.,6„, п аппроксимирующих ячеек 7|,...,7, каждая из in-w-ij «, ащ. -UA, L -C 3-tirtni St t-czb-J да,. .AJ которых содержит операционный усилитель 8 ,...,8. Преобразователь содержит согласующий резистор 9. Каждая аппроксимирующая ячейка 7 , ..., 7j,, помимо операционного усилителя 8 ,, ...,8, содержит резистор обратной связи 10 ,... ,10,,. Ячейки 7 с номерами в индексе J 2 п содержат входные масштабные резисторы llj, все аппроксимирующие ячейки 7 содержат входные масштабные резисторы 12,, ..., 12 и 13,,.,.,13, а ячейки 7 с номерами в индексе j 2 входные масштабные резисторы 14. и 15.. Все ячейки 7,...,7 содержат первые и вторые коммутирующие диоды 16,.,,,16пИ 17,17, а также опорные стабилитроны 18,,...,18„. Ячейки с номерами в индексе, отличными от J 2 дополнительно содержат опорные стабилитроны 19, Дости- |жение поставленной цели обеспечено благодаря аппроксимации функций по системе Ыаудера и применению в качесивю (Л со Oi GO Ю a