Оптоэлектронный функцональный переобразователь трех переменных Советский патент 1977 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике и может применяться как самостоятельный функциональный преобразователь, так и в составе информационно-измерительных систем, где необходимо производить преобразование трех независимых переменных.

Известны оптоэлектронные функциональные преобразователи нескольких переменных. Один из известных преобразователей служит для возведения в квадрат сигналов постоянного тока. Он содержит два фоторезистора, каждый из которых включен в одно из плеч соответствующего резистивного моста, первые диагонали которых подключены к одному входу усилителя и к узлу стабилизированного источника напряжения, а вторые диагонали соединены последовательно и через резистор подключены к другому входу усилителя 1. Другое известное техническое решение представляет собой оптоэлектронный функциональный преобразователь, позволяющий возводить в дробную степень электрические сигналы. Он содержит источник света, оптически связанный с фоторезисторами, включенными в соответствующие мостовые схемы, и подключенный к выходу дифференциального усилителя, один вход которого соединен с диагональю первой мостовой схемы, а второй связан через резистор с первым источником

входного сигнала, второй источник входного сигнала соединен с диагональю последней мостовой схемы, причем диагонали каждой мостовой схемы соединены с соответствующей диагональю предыдущей и последующей мостовых схе.м и соответствующим выходом устройства 2. Иаиболее близким к изобретению техническ1 М решением является оптоэлектронный функциональный преобразовятель нескольких переменных, содержащий множительные оптоэлектронные ячейки, выходы которых соединены с соответствующими входами выходного операционного усилителя, другие входы которого связаны со входами

преобразователя, и источник опорного напряжения, соединенный с соответствующи.ми входами каждой множительной оптоэлектронной ячейки 3. Однако известные функциональные преобразователи характеризуются узки.м

классом воспроизводимых функций.

Целью изобретения является расширение

класса воспроизводи.мых функций. В описываемом преобразователе это достигается тем,

что в нем первый вход соединен с первыми

входами первой, четвертой и седьмой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами первой и шестой оптоэлектронных ячеек, втирой вход преобразователя связан с первыми входами второй и пятой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами второй и четвертой

оптоэлектронных ячеек, а третий вход преобразователя подключен к первым входам третьей и шестой оптоэлектронных ячеек и ко вторым входам третьей и пятой оптоэлектропных ячеек, причем выход пятой оптоэлектропной ячейкн подключен ко второму входу седьмой оптоэлектронной ячейкп.

Кроме того, в описываемом преобразователе каждая оптоэлектронная ячейка содержит дифференциальный усилитель, первый вход которого через первый фоторезистор соединен с первым входом ячейки, а второй вход дифференциального усилителя через ограничительный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, источник света, связанный с выходом дифференциального усилителя, и операционный усилитель, в обратную связь которого включен второй фоторезистор, который, как и первый фоторезистор, оптически связан с источником света, вход операционного усилителя через масштабный резистор соединен со вторым входом ячейки, а выход операционного усилителя связан с выходом ячейки.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого преобразователя и приняты обозначения: 1-7-оптоэлектронные ячейки; 8-10 - входы преобразователя; 11 - 17 - выходы оптоэлектронных ячеек; 18 - выход преобразователя; 19 - выходной операционный усилитель; 20 - источник опорного напряжения. Источник 20 соединен с соответствуюш,ими входами 21-27 оптоэлектронных ячеек 1-7, каждая из которых содержит дифференциальный усилитель 28, первый фоторезистор 29, ограничительный резистор 30, источник света 31, операционный усилитель 32, второй фоторезистор 33 и масштабный резистор 34. Выходной операционный усилитель 19 содержит резистор цепи обратной связи 35 и входные масштабные резисторы 36-45.

На входы 8-10 преобразователя соответственно подаются первый Ux, второй Uy и третий (/Z входные сигналы. На выходе 11 первой оптоэлектронной ячейки 1 возникнет сигнал, равный и, на выходе 12 второй оптоэлектронной ячейки 2 возникнет сигнал, равный У,

на выходе 13 третьей оптоэлектронной ячейки 3 возникнет сигнал, равный U, на выходе 14 четвертой оптоэлектронной ячейки 4 возникнет сигнал, равный , на выходе 15 пятой оптоэлектронной ячейки 5 возникает сигнал, равный UyU, на выходе 16 шестой оптоэлектронной ячейки 6 образуется сигнал, равный Ux-U, а на выходе 17 седьмой оптоэлектронной ячейки 7 возникает сигнал, равный Ux-UyUz. В результате суммирования данных сигналов суммируюшим выходным операционным усилителем 19 на выходе 18 преобразователя возникает выходной сигнал f/вых., равный вых (ж. , .) а,и + a,Uy -f a,U, +

-}-bJJl + b,Ul + b,,UJJ +

+cJJyU--} c,UJJ,+dUJJyU,

При идентичности параметров схем оптоэлектронных ячеек 1-7 можно положить входные масштабные резисторы

..... . тогда

« .

Й

vso

bz - b -

с. с, - с,Uo-RsiRsbRo-K

30

a-d

0 34 36

Применение в преобразователе множительных оптоэлектронных ячеек позволяет повысить помехозаш,иШ;енность цепей за счет введения гальванической развязки. При этом погрешность воспроизведения функции трех переменных в диапазоне 5-1000 Гц не превышает 2% при изменении амплитуды входных сигналов от 0,2 до 9 В. Идентичность множительных оптоэлектронных ячеек позволяет

осуществлять также скользящее резервирование.

Формула изобретения

1.Оптоэлектронный функциональный преобразователь трех переменных, содержащий множительные оптоэлектронные ячейки, выходы которых соединены с соответствующими входами выходного операционного усилителя, другие входы которого связаны со входами преобразователя, и источник опорного напряжения, соединенный с соответствующими входами каждой множительной оптоэлектронной ячейки, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, в нем первый вход соединен с первыми входами первой, четвертой и седьмой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами

первой и шестой оптоэлектронных ячеек, второй вход преобразователя связан с первыми входами второй и пятой оптоэлектронных ячеек и со вторыми входами второй и четвертой оптоэлектронных ячеек, а третий вход преобразователя подключен к первым входами третьей и шестой оптоэлектронных ячеек и ко вторым входам третьей и пятой оптоэлектронных ячеек, причем выход пятой оптоэлектронной ячейки подключен ко второму входу

седьмой оптоэлектронной ячейки.

2.Оптоэлектронный функциональный преобразователь трех переменных, отличающийся тем, что в нем каждая оптоэлектронная ячейка содержит дифференциальный усилитель, первый вход которого через первый фоторезистор соединен с первым входом ячейки, а второй вход дифференциального усилителя через ограничительный резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, источник света, связанный с выхо5

дом дифференциального усилителя, и операционный усилитель, в обратную связь которого включен второй фоторезистор, который, как и первый оЬоторезистор, оптически связан с источником света, вход операционного усилителя через масштабный резистор соединен со вторым входом ячейки, а выход операционного усилителя связан с выходом ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 337791, М. Кл.г G 06G 7/20, 20.03.70.

2.Авторское свидетельство СССР Л 449353, М. Кл.2 G 06G 9/00, 28.06.73.

3.Авторское свидетельство СССР № 489123, М. Кл.2 G 06G 9/00, 11.06.74.

fr/i L I/-

ПППмППмППП

lUULJUULlUUlJU fs. b.,.,:|v:i iX.

4i:5 J 37Jo 1 B3SW 4J 2