Функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах умножения, квадраторах и др.

Известен универсальный функциональный преобразователь, содержащий генератор пилообразного напряжения, пороговые устройства, резисторы, транзисторы, источники запирающих напряжений и интегрирующую цепь. Преобразователь представляет собой мостовую схему, проводимость которой изменяется с помощыо травзясторных клю чей l. При медленном изменении входного напряжения это устройство представляет собой кусочно-ступенчатый функциональный генератор, не имеющий высокой точности и выполнений по сложной схеме. Наиболее близким к изобретению техническим рюшением является функциональный преобразователь, содержащий инвертор с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход Которого через второй масштабный резистор соединен со входом преобразователя и первыми вх(шами компараторов, вторые входы которых подключены к соогве

ствующим выводам резистивного делителя напряжения, включенного между выходом источника опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, выход каждого компараторза подключен к управляющим входам соответствующей парьд управляемых ключей, выходы которых соединены с инвертирующим входом выходного сумматора, с третьим масштабным резистором в цепи обратной связи, неинвертирующий вход выходного сумматора через балансировочный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через четвертый масштабный резистор - со средним выводом потенциометра балансировки напряжения, прдключенного к выходам источника опорного напряжения, инвертирующий вход выходного сумматора через переменный масштабный резистор соединен со входом преобразователя, вход первого управляемого ключа каждой пары управляемых ключей через токозадающий резистор соединен со средним выводом соответствующего потенциометра установки напряжения смещения, подключенного к выходам источника опорного напряжения, п вход второго управляемого ключа соединен со средним выводом соответствующего потенциометра задания крутизны через входной масштабный резистор |2l. Оцнако применение коммутирующи устройств (входных тумблеров) в известном преобразователе усложняет его схему. В предложенном функциональном преобра зователе, с целью его упрощения, первый вывод каждого потенциометра задания крутизны соединен с выходом инвертора, а второй вывод - со входом преобразователя. Hja чертеже приведена схема предложенного преобразователя. Он содержит инвертор 1 с первым масштабным резистором 2 в цепи обратной свя аи, вход которого через масштабный резне- тор 3 соединен с первыми входами компараторов 4 .BTOpbie входы которых подключены к выводам -резистивного делителя 5 напряжения, подключенного к источнику 6, опорного, напряжения. Выход каждого ком паратора подключен к управляющим входам соответствующей пары управляемых ключей 7| , , 8, выполненных, напри мер, на полевых транзисторах. Выходы клю чей соединены с инвертирующим входом вы ходного сумматора 9, с третьим масштабным резистором 10 в цепи обратной связи. Неинвертирующий вход сумматора 9 через балансировочный резистор 11 соединен с шиной нулевого потенциала и через четвертый резистор 12 - со средним выводом потенциометра 13 балансировки нап-ряжения. Инвертирующий вход выходного сумматора 9 1ерез переменный масштйбный резистор 14 соединен со входом пре- образователя. Вход первого управляемого ключа 7 каждой пары управляемых ключей через токозадающий резистор 15 - -15j соединен со средним выводом соответствующего потенциометра l.Q.-iQ , установки напряжения смещения. Вход второго управляемого ключа 8 со со средним выводом соответствующего потенциометра 17 задания крутизны через входной масштабный резистор . Входное напряжение подается на один и входов каждого компаратора 4, а на вторы входы подаются опорные напряжения ti., iL,. ,.U от резистивного делителя 5 напряжени При Ug и. все компараторы 4, .а....4п находятся в.состоянии, при котором всё управляемые ключи 8,.o...8j, 7,...7 за крыты и выходное напряжение выходного с матора 9 равно выx.- o вxЛЬo. ™е ,- сопротивление масштабного ресшсто 10 обратной связи сопротивление переменного масштабного резистора 14: t)Q - напряжение начального смещения на сумматоре 9. npHUjj U.и выходной сигнал компаратора 4 открывает управляемые ключи 8 и 7 , и выходной сигнал сумматора 9 определяется по формуле u..,(), где K.J определяется пудожением среднего вы. вода потенциометра 17 и величиной сопоотивления входного резистора 18., а Ь определяется положением среднего вывода потенциометра 1 и величиной сопротивления токозадающего резистора 15 . Аналогична работа на следующих линейных участках 2, 3, ... ,/П, при .2 ...-.Un.в..n, где Г1 - количество линейных участков. Число участков выбирают в зависимости от требуемой точности преобразованияПредложенный преобразователь может воспроизводить функции монотонно возрастаюШие, монотонно убывающие, а также функции, имеющие перегибы. В качестве компараторов, входного инвертирующего усилителя , суммирующего усилителя в нем могут быгьиспользованыр например, интегральные операционные усилители, а в качестве ключейполевые транзисторы. Основная приведенная погрешность функционального преобразователя не превышает 0,15% при диапазоне входного сигнала от, О В до 1В для широкого типа кривых. Это позвЪпяет использовать функционЕшьный преобразователь в высокоточных устройствах для аппроксимации широкого типа кри- вых. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий инвертор с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через второй масштабный резистор соединен со входом преобразователя и первыми входами компараторов, вторые входы которых подключены к соответствующим выводам резистивного делителя напряжения, включенного между выходом источника опорного напряжения и шириной нулевого потенциала, выход каждого компаратора подключен к управляющим входам соответствующей пары управляемых ключей, выходы которых соединены с инвертирующим входом

выходного сумматоре, с третьим масштабным резистором в цепи обратной связи, неинвертируютий вход выходного сумматора черег. балансировочный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через четвертый масштабный резистор - со средним выводом потенциометра балансировки напряжен1|я, подключенного к выходам источника опорного напряжения, инвертирующий вход выходного сумматора через переменный масштабный резистор соединен со входом преобразователя, вход первого управляемого ключа каждой пары управляемых кпюче.й через токозадаюший резистор соединен со средним выводом соответбтНвующего потенциометра установк напряжения смешения, подвлюченнсхго к выходам источника опорного напряжения, а вход второго управляемого ключа спединеи со средним выводом соответствующего потенциометра задания крутизны через входной масштабный резистор, отл ичаюш и и с я тем, что, с целью упрощения, в нем первый вывод каждого потенциомет{ « задания крутизны соединен с выходом инвертора, а второй вывод - со входом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 2319ОО, кл. (O6G7/26, 1968.

2.Патент США № 36227ОО, кл. 235197, 1971.