Функциональный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК G06G7/26 

I

Изобретение относится х области вычж ||ПнтвЛ1ьиий тех{{вки в можэт быть применено, Гиапример, в преобрвз шате 1ях с нелинейной

связью.;

; фуякиионвт Ш4й Е еофвзоватвль j содержащей Д ф|фвревш(альяый усялхтель. I первый вход которого ч«р«а, вхошой реакс тсф соединю с j xoeoM преоброзо. ватепя, а второй - с вдино 1{улв 6го потейциала в вт( преобразователя, и дополнительный дафференшсвльный усилитель с нелинейным элемеятом а UKIH отр1шатель ной обратной сввая.

Недостатком таксяо преобраэрвателя явля ется низкая точность воспроизведения фун1каий.

I В прволоженком функциональном пресса|зоеателе, с целью повышения то {ности, вхсд дифференциального усилитшш соединен с первым входом дополнятельиого дифференцивльного усил1втеля, второй вход ко торого соединен с выходом дифференциального усилителя.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены варианты блок-схемы предлагаемого преобразователя,

огяя шюшиеся подключением схемы Tipeo aaват-вве к обшей шине.

1адная клемма 1 присоединена через {входвой резистор 2 к неинвертирующему входу диффврш ииального усилителя З:. к выходу ПОДКЛЮЧИВ неинвертнрук 1Ш | вход дополиитвльаого двф юреицвального усвдятея 4. Нопвеейщай элемент 5 под хлючбя в вели отрвцатвльиой об)атной связи ус|юятвля 4 Нв{га&ц; тиру1сшшй вход усялитвлб 3 к вхооыой клемме 6. . В схшяе, покваакшой в« г. 1, заземлена вховняя клемме 6, в схеме, показанной на : фкг. а, Входная Елвммв 1. Выходной в (щределенных |феоб| ааов.ателах обшва точка инвертирующих входсю диффереивиальиых илителей 3 и 4.

Работает преоС аасжатель следующим об разом.

Постуяаиснцее на клеммы 1.и 6 преобразуемое напряжение прилагается к входному резистору 2 и создает в нем ток, равный отношению пригжженного напряжения к соп|ротивлению входного резистора 2. Создан|ный в резисторе 2 ток течет через нелинейный элемент 5 на выход усипкт&гш 4. В сжемах. (фгггг 1 s 2} допоянательный ус литель 4 БЕлючея raicss обрезом, что в двпь обратной связи усютитоля 3 по напря 9ния входдаг ЛИШЬ наприжение некомпенса ши силвтеяш 4. Так как ©тот усшштвпь охвачен отрииательной обратной.связью, то .яастотно-амилнтудная к частотй -фазоваа к а терастйкв перехода эыход-ннввртиру{ощйй 9ЖОД ус шттвпя 3 соотЕетствуют по зсаражтериетикам повторктелейо 11сшмш©ннв ТОЧНОСТИ преобразования досткга@тС8 следующим обрааом„ Рассмагриеая схему на фнг„ 1, можно отметить, что выгсодаое напряжение усшштеля 3 © о 0г рш{ автся чэрээ (зго аходкое Hanpsi iteHM@ @ I следующим образом; Гй® 1C жоэффикивнт усиления усилктелг Выкощюе напряжение усилдте гя 4. пред стай.пяЕОщ0в собой сумкГ} нелЕнейного спа- да нйпряженкя /д, в Е©-ЛИ кеяинейной об- ратной связи и входного налрякания усилителя 3 1 выражается: рнциэй усиления допоякнте кого усилителя 4, Выражая через приведенные ;7 равненая (1) и (2) значение фл , потгучаем: .

f I

,А

Учктыъая, что 1тог-решнс«т,о гф-зобпазо ватэля б зыражае сэ а приз-едэкном испол, Нйник через соотношеннэ напряжэккя 9; и вх-одаого праобреауемого напряжения |„/| (если пренебрегать зходнымгз токаьги усияи- талей 3 и 4). имеем

t f,

«ft

Таким образом, s CKSMS на фиг. 1 ка-- , линейная составляющйя погрешкостк умень шаетсй пропорщюнальио произведению коэф фнцнентоБ усиления усилителе; 3 к 4. Пог- решность преобразования уменьшается при™ мерно по квадратичной заеисимоети по сравнению с йзв€ стньтми преобрезозате.гшкк, число прецизионных элементов при этом минимально (один резистор).

В схеме на фиг. 2 имеем следующее: Определяем выражение напряжения некомпенсации S

( -. ™-JiL..-- Jt|lfr b Первое слагаемое определяет лиьейную составляющую погрешности. Хотя р.бсолют1-)

«

if

; Дс;

af ifi

Преоорайсэатэпь, показанн лй на фйг, 2, преим гщестзб блегодаря тому, что ка входном резистор© 2 происходит начапьное пр-аобрааованй9 входного иапряжения в ток к конечное праобразоваике выходного тока в вызсодкое напряжение. Этим исключе©тся влиянаэ значения резнстора в случаях, когда выхоляое напряжение снимают

с входного резистора 2 (например, при преобразовании переменного напряжения в постоянное),

формул

изооретения

Фушшионапьный преобразователь, содер жардкй дифферендиачьный усилитель, первый вход которого через входной резистор соединен с первым входом преобразователя, а второй - с шиной нулевого потенш1ала и ;вторым входом преобразоватбля, и дополнительный дифференпиальный усилитель с нелинейным элементом в цепи отрицательной обратной связи, отличающий- ко© значение первого слагаемого по срав нению с 1/8 сравнительно велико и примерно равно обратному значевню коэффипиевта усиления усилителя 3, асе же значение погрешности, выражающееся через соотношение, где/ц 6fX/ модуль спада напряжения на входном резисторе 2. / модуль входного напряжения, намного меньше, потому что при обыкновенной скорости спада коэффициента усиленнЕ с повыишш ем частоты (- 20 дб/на дэк) сдвиг фазы усилителя очень близок |к 80 градусам в поэтому раэность моду лей эходкого и вг ходкого напряжений рав-на примерно обратному аваченшо квадрата коэффициента усилений - Д. Второе слагевмое уравнения (5) выразкарт не 1инейную составляющую погрещнос-. та. Оно уменьшается пропорционально произведению жозффндя нтой усиления усилите;лей. При укаэанн 1Х ограничениях общая дограшность аырзжеется примерно следующкм образом

с я .ем, целью повышения точности, в нем первый вход дифф енииального усилителя соединен с первым входом дополнительного дифференциального усилителя, вто-, |рой вход которого соединен с выходом диф|ференциального усилителя.

6 06

Ь

1

01:-рг-О

Г

го ЧЧ И

Фиг. 2