ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны функциональные преобразователи, содержащие операционные усилители с двухБходовыми диодными элементами, подключенными к источникам входного сигнала и опорного напряжения. Для настройки указанных преобразователей испольуется большое количество потенциометров, включенных в цепь входного сигнала и в цепь опорного напряжения, и дополнительных резисторов различных номиналов.

Для упрощения схемы, уменьшения количества настроечных потенциометров, сокращения числа номиналов используемых резисторов и повышения точности воспроизведения функции предлагается диодный функциональный преобразователь, содержащий суммирующий операционный усилитель и двухвходовые диодные элементы, резисторы которых подключены к точкам соединения основного и компенсирующих диодов. При этом диодные элементы разделены на две группы и компенсирующие диоды элементов каждой группы, кроме последних, включены между точками соединения резисторов с основными диодами. Резисторы цепи обратной связи операционного усилителя подключены к точкам соединения основного и компенсирующего диодов первых элементов обеих групн.

При таком построении функциональных преобразователей упрощается их настройка и новышается точность воспроизведения функции. На чертеже приведена схема преобразователя.

Ко входу операционного усилителя / подключены диодные элементы с потенциональнозаземленны.ми диодами 2п, дополнительными диодами Зп, резисторами 4п, 5п, 6п и настроечны.лп потенциометрами 7п. Первые входы диодных элементов соединены с источником входного сигнала, вторые входы - с источником опорного напряжения - Е. Кроме того вход оиерациоииого усилителя через резистор 8 соединен с источипко:. компенсирующего напряжения +.

Выход операционного усилителя подключен через резистор 9 к точке соединения диодов

2 и 01 первого диодного элемента, через резистор 10 - к точке соединения диодов 2 и Sz второго диодного элемента и через резистор 11 -к точке соединения диода 2о с резистором 5о.

При входном сигиале, меньшем f/.v., все диодные элементы, кроме 2о, заперты и выходное напряжение усилителя равно нулю (при равеистве сопротивлений резисторов 5о и 8). В обратной .связ) операционного усилителя При входном сигнале диод 2 отпирается, что обеспечивается оиределеииым соотношением сопротивлений резисторов 4, 5i, 61 и положением движка потенциометра 7j. Наклон линейного участка апироксимируюшей 5 ломаной определяется отношением сопротивления параллельно включенных резисторов обратной связи 11 и 9 резисторов входной цепи диода 2i. На этом участке одновременно работают два диодных элемента - нулевой и ю первый, Запирание нулевого диодного эле мента происходит при , резистор 11 выключается из обратной связи усилителя, наклон следующего аппроксимирующего участка увеличи- 15 вается и определяется отношением сопротивлений резистора обратной связи 9 и резисторов входной цепи диода 2i. На этом участке работает один, первый, диодный элемент. При входном сигнале Ux U. ироисходит 20 отпирание второго диодного элемента, и наклон следующего линейного участка определяется одновременной работой первого и второго диодных элементов. При этом в обратной связи усилителя параллельно резисторы 25 9и 10. Запирание первого диодного элемента происходит при Ux А-2 и наклон четвертого участка аппроксимации определяется отпошением сопротивлений резистора обратной связи 10и резисторов входной цепи диода 22. На зо этом участке работает один второй диодный элемент. При входном сигнале Ux Uх, происходит отпирание диода 2з и, подобно ранее рассмотренному, на пятом участке работают второй и 35 третий диодные элементы. При этом происходит отпирание диода 5i, и параллельно резистору 613 и потенциометру 7з включается резистор 6i и потенциометр 7|, а параллельно резисторам 4 и 5з - резисторы 40 4 и 5. Включение и выключение остальных диодных элементов происходит аналогично. Вслед за -третьим диодным элементом включается четвертый, причем за счет отпирания диода 3 45 параллельно резисторам 4 и 5.- оказываются включенными резисторы 4 и 5, а параллельно резистору 6 и потенциометру 7.1 - резистор 6z и потенциометр 72. Таким образом, при работе диода 2 все соответствующие резисторы группы четных диодных элементов оказываются включенными параллельно друг другу, а все резисторы группы. нечетных диодных элементов включены па- 55 раллельно при работе диода 2. 50 Такой принции работы иозволяет значительно сократить количество номиналов нсиользуемых в преобразователе резисторов, и уменьшить число резисторов, включенных в обратную связь усилителя, до трех. Кроме этого в предлагаемом преобразователе использован способ фиксации напряжений переключения диодных элементов относительно точек на оси ординат, распределенных по степенному закону, с показателем стенени на единицу больше порядка аппроксимирующего полинома. Это позволяет исключить необходимость перестройки точек иереключения элементов нелинейного преобразователя при условии сохранения для достаточно широкого класса функций близкого к оптимальному закону разбиения оси аргумента. Принцип распределения точек переключения диодных элементов из условия разбиения оси ординат заданной функции по квадратичному закону обеспечивается подбором сопротпвлений резисторов 4 и 5 диодных элементов и изменением величршы напряжения - К. в зависимости от крутизны заданной функции. Настройка функционального преобразователя на воспроизведение заданной функции заключается в выборе положений движков потенциометра 7, определяющих наклон линейных участков. За счет применения диодных элементов, работающих по принципу двухкратного использования, удается воспроизводить заданную функцию числом линейных участков, вдвое превышающим число используемых диодных элементов, что существенно повышает точность воспроизведения. Предмет изобретения Диодный функциональный преобразователь с кусочно-линейной аиироксимацией, содержащий оиерационный усилитель, к суммирующей точке которого подключены двухвходовые диодные элементы, в каждом из которых резистор связан с точкой соединения основного и компенсирующего диодов, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки и повышения точности работы преобразователя, в нем диодные элементы разделены на две группы, причем компенсирующие диоды соседних элементов каждой группы, кроме последних, включены между точками соединения резисторов с основными диодами, а резисторы цепи обратпой связи операционного усилителя подключены к точкам соединения основного и компенсирующего диодов первых элементов обеих групп.