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

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известны диодные функциональные преобразователи, содержащие дифференциальный операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи и диодно-резисторными элементами, подключенными к источнику входного сигнала и отрицательному зажиму источника двухполярного опорного напряжения. Недостатком известных схем является низкая точность работы, обусловленная температурным изменением характеристик полупроводниковых диодов. В предлагаемый диодный функциональный преобразователь для повышения точности введены диоды и входные резисторы, первый и второй из которых включены последовательно между источником отрицательного опорного напряжения и первым входом дифференциального усилителя, а их общая точка через третий входной резистор соединена со вторым входом дифференциального усилителя и катодом первого из последовательно и согласно включенных диодов, анод последнего из которых через четвертый входной резистор подключей к источнику положительного опорного напряжения преобразователя. Схема устройства приведена на чертеже. К первому входу дифференциального операционного усилителя У подключены выходы диодно-резисторных элементов , содержащих последовательно соединенные резисторы 3i-3„ и 4i-4„ , точки соединения которых подключены к анодам диодов 5i-Е„ . Выходами диодно-резисторных элементов являются катоды диодов 5i-5„. Выход дифференциального операционного усилителя 1 через резистор отрицательной обратной связи 6 соединен с первым входом. Второй вход усилителя 1 через дополнительный резистор 7 соединен с шиной нулевого потенциала. Преобразователь содержит также входные резисторы 5-10. Анод диода 11 подключен к катоду диода 12, а анод диода 12 через четвертый входной резистор 13 подключен к источнику положительного опорного напряжения 14. В преобразователе имеются также источники отрицательного опорного и входного напряжений 15 и 16. Схема работает следующим образом. Предположим, что диоды 5i-5„, используемые в диодных элементах 2i-2 , имеют одинаковый температурный коэффициент напряжения и одинаковую температуру с диодами 11 и 12, что, например, справедливо для интегральных диодных матриц. Тепловые явления в полупроводниковых диодах приводят к сдвигу вольт-амперной характеристики диода по оси напряжений. Так как современные твердосхемные интегральные дифференциальные onepaiJH.oHifHie усилители обладают малым Ьходйым токой (50-500 на) большим коэффици е.нтрм усиления дифференциального сдандл (. .высокой степенью относительно ослабления синфазного сигнала (до 120 дб), то входным током можно пренебречь, а разность гг атенциалов между входами дифференциального усшще я обхваченного; от13;ицатель;най..о. связью, считать пренебрежимо малой. Допустим, что при расчетной температуре потенциалы входов дифференциального операционного усилителя / и точки соединения катода диода // со входными резисторами 8-10 ранны нулю. Для того чтобы при изменении температурта токи через дйодь 5i-5 остались неизментнгыми необходимо компенсировать изменение падений напряжений на этих ДйоДах, что осуществляется изменением потенциала второТО входа (а следовательно, и первого) дифференциального операционного усилите ля 1. Номиналы сопротивлений резисторов 7 и 9 выбираются из соотношения где Rj, Дд - сопротивления резисторов 7 и 5; S - температурный коэффициент напряжения точки соединения катода диода 11 со входными резисторами 8-10. При выполнении условия (1) токи, протекающие через диоды 5i-5„, не будут зависеть от изменений температуры. Изменение потенциала первого входа дифференйиального операционного усилителя п; |ИвШйгт к изменению выходного напряжения 7 yV которое компенсируется с помощью вхоДнрго резистора 5. Сопротивление этого резиЬтр а выб ираётся таким, чтобы выполнялось соотношёние At;У (АГ) 81 АГ- (62- ei)Ar| О, () где АС/У (АГ) - изменение выходного напря жения в зависимости от изменения температ.,ь}; 6, 8 - сопрртивленМрезйстордв 6, . х Лабораторные исследования показьщ ют, что, надряжение; на выходе дйрдногд- (функционального преобразователя, п%рамет;ры схемь1 KOTopbix вь1браны такими, чтобы выполнялисьусловия (1) и (2), не зависит от изменения температуры диодов 5i-5„. Предмет изобретения Диодный функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный усилитель с резистором в Цепи обратной связи, к первому входу которого подсоединен, выходы двухвходовых диодно-резисторных элементов, подключенныхсвоими входами к источнику напряжения и источнику отрицательного опорного напряжения преобразователя, а его второй вход соединен через дополнительный резистор с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, он содержит диоды и входные резисторы, первый и второй из которых включены последовательно между источником отрицательного опорного напряжения преобразователя и первым входом дифференциального усилителя, а их общая точка через третий входной резистор соединена со вторым входом дифференциальногб усилителя и катодом первого из последовательно и Ьогласно включённых диоДов, анод последнего диода через четвертый 1Входной резистор подклймщ к источнику положительного опорногонапрйжения преобразователя. - . ;.

Г

4

/