ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/26 

1Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны диодные функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель, к входу которого подключены выходы диодно-резисторных элементов, входы последних подсоединены к источнику, входного сигнала и отрицательному зажиму источника двухнолярного опорного напряжения, а между выходом операционного усилителя и выходами диодно-резисторных элементов включен резистор. Погрешность известных преобразователей обусловлена температурным изменением характеристик полупроводниковых диодов.

С целью повышения точпости предлагаемый диодный функциональный преобразователь содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого подключен к входу операционного усилителя, а катод соединен с общей точкой диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы - с шиной отрицательного опорного напряжения; общая точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоединена к общей точке первого и второго резисторов.

На чертеже приведена схема предлагаемого цреобразователя.

К входу операциоппого усилителя 1 подключен анод входного диода 2 и входной резистор 5. Катод диода 2 соединен с выходами двухвхсдовых диодно-резисторных элементов , содержащих резисторы 5i-5„ и

,,, точки соединений которых подключены к анодам диодов 7i-7„ . Выходами диодно-резисторных элементов являются катоды диодов . Выход операционного усилителя / через резистор 8 обратной связи

соединен с выходами двухвходовых диоднорезисторных элементов 1-4,. Точка соединения третьего и четвертого резисторов 9 н 10 подключена к катоду диода 11, анод которого подключен к катоду диода 12, а анод диода 72

соединен со средней точкой делителя напряжения 13, содержащего первый и второй резисторы 14 и 15. Свободные выводы резисторов 4 н 15 подключены к шпне нулевого потенциала и к шине 16 положительного онорного

напряжения соответственно. Шины отрицательного опорного напряжения и входного нанряжения обозначены соответственно /7 н 18. Схема работает следующим образом. Иредположим, что диоды 7;-7„ , пснользуемые в диодно-резисторных элементах и входной диод 2 имеют одинаковый температурный коэффициент si и одинаковую температуру с диодами 11 и 12 (например, в диодных интегральных матрицах). Тепловые

явления в полупроводниковых диодах приводят к сдвигу вольт-амперной характеристики диода по оси папряжений. Так как современные операционные усилители обладают малым входным током (10-20 на) и большим коэффициентом усилеция по напряжению (до 160 дб), то потенциал нхода операционного усилителя / можно считать равным нулю, а ток, протекающий через диод 2, нмеет постоянную величину, определяемую отношением напряжения на положительной шине опорного напряжения +L: к сопротивлению резистора 3. Следовательно, при равенстве температуры и температурпых коэффициентов напряжепия токи, протекающие через диоды 7i-7„, не зависят от изменений температуры диодов . Падение напряжения на диоде 2 приводит к изменению выходного напряжения С/у, что компенсируется выбором сопротивлепий резисторов 3, 9, 10, 14 и 15 из условия U,n (То) и,-2 (TO) 0, где AUу - изменение выходного напряжения д2 (То), дп (То)-напряжения на катодах диодов 2 Я 11 соответственно при температуре То; RZ, R&, RQ - сопротивления резисторов 5, 5 и Р соответственпо. Изменение температуры диода 2 приводит к изменению падения напряжепия на пем и, следовательно, к изменению выходного пап-ряжения и у. Это компенсируется выбором сопротивлепия резисторов 9, 10, 14 и 15 из условия е,АГ- (82 -ei) АГгде 82 - температурный коэффициент напряжения точки соединения резисторов Р и /О и катода диода //. Напряжение на выходе диодного функционального преобразователя, параметры схемы которого выбраны так, что выполняются условия (1) и (2), не зависит от изменений температуры диодов 7i-7„. Предложенная схема компенсации температурной погрешности диодного функционального преобразователя может быть использована для диодных функциональных преобразователей, содержащих диодно-резисторные элементы в цени обратной связи онерационного усилителя. В случае нодключения к входам диодно-резисторных элементов отрицательного сигнала можно исиользовать предложенную схему компенсации температурной погрещности диодного функционального преобразователя, изменив полярность в-ключения диодов и источников опорного напряжения на противоположные. Предмет изобретения Диодный функциональный лреобразователь, содержащий операционный усилитель, вход которого подключен через входной резистор к щине положительного опорного напряжения, выход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен с общей точкой двухвходовых диодно-резисторных элементов, подключенных своими входами к шинам входного и отрицательного опорного напряжений, а между шиной положительного опорного напряжения и шиной нулевого потенциала включен делитель напряжения из последовательно включенных первого и второго резисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого подключен к входу операционного усилителя, а катод соединен с общей точкой двухвходовых диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы - с щиной отрицательного опорного напряжения; общая точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоедипена к общей точке первого и второго резисторов.