Функциональный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для функционального преобразования сигнала и может быть использовано в вычислительньк машинах и измерительной технике.

Один из известных функциональных преобразователей содержит ключе.вые элементы, интегратор, сумматор, источник опорного напряжения и блоки переключения 1. Этот преобразователь имеет сравнительно низкую точность преобразования сигналов.

Наиболее близким к изобретению является функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные первый фазоинвертирующий усилительный элемент, первый накопительный конденсатор, второй фазоинвертирующий усилительный элемент, выход которого соединен с выходом преобразователя и через второй накопительный конденсатор подключен ко входу первого фазоинвертирующего усилительного элемента, токозадающие элементы, входы которых соединены с первым входом преобразователя, а выход каждого из которых подключен к входу соответствующего фазоинвертирующего усилительного элемента, источник опорного напряжения, фиксирующие диоды, один электрод каждого из которых присоединен к выходу соответствующего фазоинвертирующего усилительного элемента, компенсатор нулевого сигнала,масштабирующий усилитель 2.

Однако точность работы этого устройства недостаточна из-за нелинейности характеристики преобразования.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Предложенный функциональный преобразователь (ФП) отличается от известных тем, что в нем выход масштабирующего усилителя соединен с другими электродами фиксирующих диодов. Неинвертирующий вход масштабирующего усилителя подключен к Bbixofiy источника опорного напряжения и второму входу преобразователя. Выход компенсатора нулевого сигнала соединен с инвертирующим входом масштабирующего усилителя и первым входом преобразователя.,

Схема ФП изображена на чертеже.

ФП содержит первый фазоинвертирующий усилительный элемент 1, первый накопительньш конденсатор 2, второй фазоинвертирующий усилительный элемент 3, второй накопительный конденсатор 4, токозадающие элементы 5 и 6, источник опорного напряжения 7, фиксирующие диоды 8 и 9,

3

компенсатор нулевого сигнала 10 и мастшабирующий усгоштеаь 11.

Устройство работает следующим образом. Входное напряжение UBX поступающее на пеовый 12 и второй 13 входы ФП, определяет частоту импульсов на его выходе 14, причем зависимость частоть импульсов от входного напряженш имеет нелинейный характер.

Основное уравне ше ФП имеет

i ,

(1)

CuU С.О

где f - частота импульсов на выходе 14 ФП;

J -- интегрируемый конденсатором ток перезаряда;

Ди -имакс - UjvjHH -изменение (перепад) напряжения на конденсаторе за один цикл преобразования, при UMHH О Ли Умакс U;

С - емкость конденсатора ФП. Если напряжение U в уравнении (1) растет по диапазону изменения входного напряжения, то чувствительность ФП .уменьшается,еслинапряж Sx

ние и уменьшается, то чувствительность ФП повышается.

Входное напряжение воздействует на частоту импульсов на выходе 14 ФП по двум каналам. В первом канале применены токозадающие элементы 5 и 6, влияющие на ток разряда первого 2 и второго 4 накопительных конденсаторов. Во втором канапе формируется дозированный заряд на этих конденсаторах путем задания величины напряжения U. При работе ФП п хзисходит очередной заряд конденсаторов 2, 4 до напряжения U и их разряд током I, определяемым токозадающими элементами 5 и 6. Напряжение U на конденсаторах определяется выходным напряжением усилителя 11, т.к. при превышении этого напряжения открываются фиксирующие диоды 8 и 9.

Первый 1 и второй 3 фазоинвертирующие усилительные элементы выполняют функции ключей и компараторов напряжения на соответствующем накопительном конделсаторе, аналогично фазоинвертирующнм ycllлитtлы l.I элементам обычного симметричного мулы ипиПра гора.

В ФП компенсируется пелниейпость измерительной цепи перпичиого преобразователя (источника входного )1аг1ряже11и«) путем соответствующего подбора KOj()cl)iiuueiu;) масштабирующего усилителя 11, что Kojji.iiiiaer иишость работы устройства.

Положитс;1ьиым;1 свойствами ФП являются воз киость )1ия нелииейпости измерительной ;.сии с помощью г( ошюго элемента регулировки, ллинющсго па коэффициент передачи масштабирующего усилителя, независимость регулировок чувствительности и нелинейности, совместимость узла линеаризации и узла аналого-цифрового преобразования, частотная форма представления измеряемого параметра, удобная для помехозащищенной дистанционной передачи информадаи, легкая стьжовка ИПП с нелинейной ХП с информационными измерительными системами. Лаконичность схемы устройства хороню сочетается с простыми измерительными схемами, в которых используются, например, магнитоупругие силоизмерительные преобразователи, Устрюйство позволяет в 10-15 раз повысить линейность измерительной цепи, содержащей магнитоупругий силоизмеритепьный преобразователь.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий последовательно включенные первый фазоинвертирующий усилительный элемент, первый накопительный конденсатор, второй фазоинвертирующий усилительный элемент, выход которого соединен с выходом преобразователя и через второй накопительный конденсатор подключен ко входу первого фазоинвертирующего усилительного элемента, токозадающие элементы, входах которых соединены с первым входом преобразователя, а выход каждого из которых подключен ко входу соответсЪующего фазокнвертирующего усилительного элемента, источник опорного напряжения, фиксирующие диоды,

один электрод каждого из которых присоединен к выходу соответствующего фазоинвертирующего усилительного элемента, компенсатор нулевого сигнала и маспяабирующий усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

преобразования, выход масштабирующего усилителя соединен с другими электродами фиксирующих диодов; нсинвертирующий вход масштабирующего усилителя подключен к входу источника опорного напряжения и второму входу преобразователя, выход компенсатора нулевого сигнала соединен с инвертирующим входом масштабирующего усилителя и первым входом преобразователя.

Источники ипс|хэрмации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР № 484529, кл. G06 G , 15.02.74.

2,ж, Элскгроника NM7, 1063 г, изд. Иностранная лиге);пури с. .32- 31, фиг. Л (прототип).