Функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель с диодно-резистивной цепью на входе, которые можно использовать для воспроизведения функции модуля с зоной нечувствительности flj . Однако ширина зоны нечувствительности такого преобразователя существенно зависит от температуры, что обусловлено температурным дрейфом падения напряжения на диодах.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению функциональный преобразователь, содержащий источник напряжения смещения, операционный усилитель, ограничительный диод.анод которого соединен с выходом операционного усилителя, а катод является выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между входом операционного усилителя и катодом ограничительного диода, резисто смещения, включенный между входам операционного усилителя и положительным

выводом источника напряжения смещения, входной резистор, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя Г21 , Недостатком такого устройства, воспроизводящего зону нечувствительности, является ограниченные функциональные возможности, так как оно не может быть использовано для воспроизведения функции модуля.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем воспроизведения функции модуля с зоной нечувствительности.

Это достигается тем, что отрицател1 ный вывод источника напряжения смещения соединен с выходом операционного усилителя.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого функционального преобразователя; на фиг. 2 - характеристика преобразователя.

Функциональный преобразователь содер жит операционный усилитель 1, входной резистор 2, ограничительный диод 3, резистор 4 обратной связи, источник 5 напряжения смещения, резистор 6 смещения. Функциональный преобразователь работает следующим образом. Когда диод 3 закрыт, выход функционального преобразователя подключен только к входу усилителя 1. Напряжение на входе операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью практически равно нулю. Состояние преоб разователя, когда диод 3 закрыт, а усилитель 1 находится в линейном режиме, соответствует зоне нечувствительности на характеристике функционального преобразователя. При положительных входны сигналах, больщих -(Е(-ч-В.„ . где Iv2 и R -сопротивление резисторов 2 и 4; нижний уровень ограничения операционного усилителя 1,Н - на пряжение источника 5 смещения, операционный усилитель 1 насыщается, обратна связь разрьгоается и напряжение на вход уже не равно нулю. Оно определяется совместным влиянием входного сигнала и напряжения насыщения операционного усилителя 1. Так как диод 3 закрыт, выходное напряжение функционального преобразователя пропорционально входному с коэффициентом, равным Т /(R А) деТ, - сопротивление резистора 6, При отрицательных входных сигналах, меньшихТ 2/1,(),где И прямое падение напряжения на диоде 3, ц и од 3 открывается, и коэффициент передачи преобразователя равен 2() Положение точек излома на характери тике преобразователя и коэффициенты пе редачи за пределами зоны нечувствитель ности допускают регулировку в широких пределах. В частности, когда сопротив ления резисторов 2 и 4 равны, при соответствующем выборе величины можно получить симметричную характеристику, В этом случае координаты точек излома характеристики преобразователя определя Р. Е/. ются вьфажением : 7 , откуда ЧТО при стабильности и большом следует по сравнению с iJg значении Е /) влияние температурного дрейфа. напряж€ ния на диоде 3 в предлагаемой схеме ожно существенно ослабить. Уровни ограичения некоторых Соврем сбитых интегральых операционных усилителей имеют высоую температурную стабильность, что позвояет значительно снизить относительное изенение величины зоны нечувствительности реобразователя в диапазоне температур. В качестве источника 5 напряжения мещения можно использовать любую известную схему смещения уровня, имеющую соответствующие параметры. В ряде слуаев, источник 5 практически можно реализовать в виде двух последовательно соединенных резисторов, включенных между выходом операционного усилителя 1 и источником питания, причем резистор, соединенный с выходом усилителя 1, должен бьпь зашунтирован конденсатором. Таким образом, предлагаемый функциональный преобразователь позволяет раоширить функциональные возможности известного путем воспроизведения функции модуля с зоной нечувствительности без дополнительных аппаратурных затрат. Использование предлагаемого устройства в блоках нелинейных функций аналоговых вычислительных устройств и в нелинейных звеньях систем автоматического регулирования, позволяет существенно сократить объем оборудования и потребляемую мощность, поскольку для реализации функции модуля с зоной нечувствительности обычно применяется функциональный преобразователь, реализованный на трех операционных усилителях. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий источник напряжения смещения, операционный усилитель, ограничительный диод, анод которого соединен с выходом операционного усилителя , а катод является выходом преобразователя, резистор обратный-связи, включенный между входом операционного усилителя и катодом ограничительного диода, резистор смещения, включенный между входом операционного усилителя и положительным вьь йодом источника напряжения смещения, входной резистор, первый вывод которого подключен к входу операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, отличающий-

с я тем, что, с целью расширения функ- ииональных возможностей путем воспроизведения функции модуля с зоной нечувствительности, отрицательный вывод источника напряжения смещения соединен с выходом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР № 429364, кл. Q 01 I 19/22, 1974. 2. Патент Франции hfc 1603729,

кл. q Об Q 7/,26, 1971.