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

1

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны функциональные преобразователи, содержащие дифференциальный операционный усилитель, первый вход которого через дополнительный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а к его выходу подключены п резисторов обратной связи; п трехвходовых диодно-резисторных ключей на операционных усилителях, первые входы которых соединены с источником двуполяриого опорного напряжения, вторые входы - с основным входом преобразователя, а их выходы через входные резисторы присоединены ко второму входу дифференциального операционного усилителя.

Недостатком таких преобразователей является сложность структуры и сравнительно низкая точность воспроизведения функций за счет влияния погрешностей большого числа элементов.

Предлолсенный функциональный преобразователь отличается тем, что с целью повышения точности работы и упрощения структуры, он содержит токозадающий резистор, один зажим которого соединен со входом преобразователя по положительному опорному напряжению, а второй - соединен со вторым входом дифференциального операционного усилителя, выход которого через соответствующие

резисторы обратной связи соединен с третьими входами диодно-резисторных ключей.

На фиг. 1 приведена схема диодного функционального преобразователя; на фиг. 2--зависимость токов, протекающих через резисторы, подключенные к выходам диодно-резисторных ключей, от входного напряжения.

Первый вход дифференциального операционного усилителя 1 через дополнительный резистор 2 соединен с шиной нулевого потенциала. Ко второму входу усилителя 1 подключен токозадающий резистор 3; через входные резисторы 4i-4„ подключены выходы трехвходовых диодно-резисторных ключей 5i-5п. Последние состоят из операционных усилителей 6i-6п, выходы которых через ограничивающие диоды 7i-7„ соединены с их входами, а через диоды ,г - с резисторами 4i-4п и резисторами 9i-9„, свободные зажимы которых присоединены ко входам операционных усилителей . Ко входам усилителей 6i-6„ подключены также резисторы 10;-10п и резисторы 111-П,г и 12i-12„. Свободные зажимы резисторов 10 и И подключены к выходу дифференциального операционного усилителя 1 и к основному входу 13 преобразователя соответственно, а свободные выводы резисторов 12i-12п - ко входам 14 и 15 преобразователя по двуполярному опорному напряжению.

Схема преобразователя работает следующим образом.

При нулевом входном сигнале Ux все диодно-резисторные ключи, кроме 5i, закрыты. Дифференциальный оиерационный усилитель 1 в этом случае охвачен отрицательной обратной связью, потенциал его второго входа близок к нулю. Следовательно, через токозадающий резистор 3 протекает ток, определяемый величиной напряжения источника двуполярного опорного напряжения и сопротивлением резистора 3. Требуемое выходное напряжение Ну при устанавливается путем соответствующего выбора сопротивлений резисторов 4ь 3, 9i и Юь 12i. Если на вход схемы подать положительное входное напряжение Их, то выходное напряжение Ну будет уменьшаться, коэффициент передачи схемы будет определяться отношением сопротивлений резисторов lOi и 111, Пусть за счет выбора сопротивлений резисторов 102, Па и 122 при увеличении входного напряжения И первым включится диодно-резисторный ключ 52, коэффициент передачи схемы возрастет, и при дальнейшем увеличении входного сигнала Ux за счет выходного напряжения Uy произойдет выключение диодно-резисторного ключа 5i. Коэффициент передачи схемы снова возрастет и будет определяться отношением сопротивлений резисторов 102 и l. Если входное напряжение Их продолжает увеличиваться, то происходит последовательное подключение последующих и отключение предыдущих диоднорезисторных ключей 5i-5„.

Изменение коэффициента передачи происходит как при включении, так и при выключении диодно-резисторного ключа. Число участков аппроксимации заданной функциональной зависимости равно: ,

где п--количество диодно-резисторных ключей.

Следует отметить, что величина эквивалентного сопротивления, присоединенного ко второму входу дифференциального операционного усилителя 1, не зависит от величины входного напряжения Их- В этом случае погрешность от входных токов дифференциального операционного усилителя 1 может быть скомпенсирована дополнительным резистором 2, присоединенным к первому входу дифференциального операционного усилителя 1. Для выполнения условия компенсации сопротивление дополнительного резистора 2 должно равняться сопротивлению параллельно соединенных резисторов 4i-4п и 3.

Предмет изобретения

Диодный функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный операционный усилитель, первый вход которого через дополнительный резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а выход подключен к п резисторам обратной связи, п трехвходовых диодно-резисторных ключей на операционных усилителях, первые входы которых соединены с источником двуполярного опорного напряжения, вторые входы - с основным входом преобразователя, а их выходы через входные резисторы присоединены ко второму входу дифференциального операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения структуры, он содержит токозадающий резистор, один зажим которого соединен со входом преобразователя по положительному опорному напряжению, а второй - соединен со вторым вхо дом дифференциального операционного усили теля, резисторы обратной связи которого со единены с третьими входами диодно-резистор ных ключей.