ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/26 

Предлагаемый преобразователь относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны функциональные .преобразователи, основанные на принципе кусочно-нелинейной аппроксимации, содержащие операционные усилители постоянного, тока с диоднорезисторными элементами во входной цепи или в цепи обратной связи. Однако они недостаточно точны вследствие низкой температурной стабильности.

Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что в нем каждый диоднорезисторный элемент содержит подключенную к источникам входного и опорного напряжений мостовую резисторную схему, в которой к точкам подключения резисторов плеч моста к резистору, включенному в диагональ, присоединены разноименными выводами два диода, один из которых подключен к источнику термозависимого напряжения, а другой соединен с суммирующей точкой операционного усилителя.

Это позволяет повысить статическую точность и стабильность характеристики преобразователя.

Преобразователь содержит входные цепи J, цепь обратной связи 2 и операционный усилитель 3.

Диодно-резисторный элемент содержит диоды 4-6 и резисторы 7-//.

Преобразователь работает следующим образом.

Цепи / или 2 (либо те и другие вместе) могут содержать несколько параллельно

включенных диодно-рёзисторных элементов для кусочно-нелинейной аппроксимации, которые дают возможность сократить число отрезков разбиения интервала изменения аргумента при той же статической точности аппроксимации, и за счет того, что управление диодами вблизи точек отпирания производится цепями с низким выходным сопротивлением, значительно ул 1щить динамические свойства устройства по сравнению со случаем кусочно-линейной .-аппроксимации. Причем стабильность характеристик устройства не уступает стабильности преобразователей с кусочно-линейной аппроксимацией. Если полярности диодов соответствуют показан.ным на фиг. 2, а опорное напрян ение ЕОП отрицательно, когда при входном напряжении f/Bx 0 диод 5 закрыт, а диод 4 открыт. Сопротивление резистора 9 выбрано намного меньщим, чем у остальных резисторов

пряжения напряжение на .положительном выводе диода 5 медленно нарастает в соответствии с параметрами делителя напряжения, определяемого в основном резисторами 8, 9 v( 11 н прямым сопротивлением диода 4.

При определенном значении входного сигнала диод 5 начинает открываться, и выходной ток нелинейно растет.

Когда диод 5 полностью отпирается, выходной ток цепочки растет по линейному закону. При дальнейшем увеличении (Увх начинает запираться диод 4, управляемый делителем напряжения с низким выходным сопротивлением, параметры которого определяются резисторами 7, 9 и 10 я прямым сопротивлением диода 5. Выходной ток снова нарастает по нелинейному закону. Когда диод 4 полностью закрывается, то эквивалентная схема цепочки совпадает с обычной схемой диодно-резисторной цепочки для кусочно-линейной аппроксимации, причем выходной ток теперь изменяется линейно. Если при некоторых значениях входного напряжения на диоде 5 получается слишком большое напряжение, могуш,ее вызвать заметный обратньш ток диода, то для подавления сигнала обратной полярности между полол ительным выводом диода 5 и землей может быть включен дополнительный диод 6.

Для компенсации температурной погрешности на диод 4 подано термозависимое напряжение / (Т). Это напряжение должно линейно меняться в зависимости от температуры окружающей среды, и может быть получено обычными методами, например применением термосопротивлений. Величина изменения этого напряжения должна равняться сумме изменений напряжений открывания диодов 4 и 5. Для реализации монотонной зависимости требуется только один источник термозависимого напряжения.

В диодной цепочке, показанной на фиг. 2, имеется один сравнительно неточный резистор 9 и четыре более точных. Точность последних определяется требуемой точностью аппроксимации функциональной зависимости.

Для сокращения числа точных резисторов и уменьшения их величины без повышения потребляемой мощности последовательно с источником входного или опорного напряжения можно включить еще один резистор. В этом случае надобность в резисторе 9 отпадает (он может быть пересчитан в остальную схему). В результате получают схемы, показанные на фиг. За и 36. В этих схемах, два резистора, включенные между диодами, имеют точность меньшую, чем точность аппроксимации функциональной зависимости, а остальные три резистора точные. Схемы 3, а и 3, б могут быть .получены и другим способом, например, с .помощью замены одного из двух треугольников сопротивлений, образующих мостовую схему, эквивалентной звездой сопротивлений.

ПреДМет изобретения

Функциональный преобразователь, реализующий способ кусочно-нелинейной аппроксимации, содержащий операционный усилитель постоянного тока с диодно-резисторными элементами во входной цепи и в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в нем каждый диодно-резисторный элемент содержит подключенную к источнику входного и опорного напряжений мостовую резисторную схему, в которой к точкам подключения резисторов плеч моста к резистору, включенному в диагональ, присоединены разноименными выводами два диода, один из которых подключен к источнику термозависимого напряжения, а другой соединен с суммирующей точкой операционного усилителя.

ивх

ф

S