Диодный функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники. Известны диодные функциональные преобразователи Cl, содержащие операционный усилитель с диодно-резисторными ячейками в цепи обратной связи. К недостаткам таких устройств относится зависимость порогов срабатывания диодных элементов от величины выходного напряжения. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является диодный функциональный преобразователь С2, содержащий п диодно-резисторных элементов, операционный усилитель, входной масштабный резистор, первый вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, последовательно соединенные первый и второй резисторы обратной связи, свободные выводы которых подключены соответственно ко входу и выходу операционного усилителя, а обший вывод соединен с выходами диопнорезисторных элементов, подключенных своими входами соответственно к шине отрицательного опорного напряжения и шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя является выходом преобразователя. Недостатком этого преобразователя является значительная погрешность от температурной нестабильности диодов. Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет компенсации погрешности от температурной нестабильности диодов. Это достигается тем, что диодный функциональный преобразователь, содержащий И диодно-резисторных элементов, опера-, ционный усилитель, входной масштабный резистор, первый вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, последовательно соединенные первый и второй резисторы обратной связи, свободные выводы которых подключены соответственно ко входу и выходу операционного усилителя, а общий вывод соединен с выходами диодно-резисторных элементов, подкл1оченнь1х своими входами соответственно к шине отрицательного напряжени5Г и к шине нулевого потенциала, дополнительно содержит двухвходовой сум матор и дополнительный термокомпенсируюший, диодно-резисторный элемент, выход которого подключен к шине нулевого потенциала, первый вход - к шине положительного опорного напряжения, второй вход - ко входу операционного усилителя, выход операционного усилителя и средняя точка дополнительного термокомпенсируюшего диодно-резисторного элемента соеди нены со входами сумматора, выход которого .является выходом преобразователя. На чертеже приведена блок-схема пред лагаемого диодного функционального прео разователя. Диодный функциональный преобразователь содержит операционный усилитель, первый 2 и второй 3 резисторы обратной связи, входной масштабный резистор 4, ti диодно-резисторньк элементов 5д б, ..., 5f,, дополнительный термокомпенсируюший диодно-резисторный элемент 5 ij. двухвходовой сумматор 6, каждый диодно-резисторный элемент содержит последовательно Соединенные резисторы 7ц, Tg, ..., и 8, 8gi, ..., Bn-ti, точка соединения которых подключена к анодам диодов 9, 9, ,.., Преобразователь работает слепуюш;им образом. В исходном состоянии (при % о) ток Ig. во входной цепи операционного усилителя 1 определяется падением напря жения Уд на открытом диоде Qy и равен где Yg - проводимость соответствующе го резистора. Напряжение на катодах диодов определяется из выражения ап t а при равных Y V К- Аen+t 2 Выходное напряжение UJ 5 oпepaциoннo го усилителя равно и .Ч....-С). Выбором соответствуюших масштабов поввходам сумматора 6 устанавливается нулевое выходное напряжение преобразов теля. По роста входного напряжени 0 происходит поочередное отпирание диодов , что приводит к возрастанию коэффициента передачи преобразователя. Изменение падения напряжения на диоде от перепада температуры Д Т равно ДТ, причем температурный коэффициент для диодов, работающих при ограниченных значениях токов, можно считать постоянным и одинаковым для всех диодов. Исходя из приведенных выше выражений видно, что изменение падения напряжения на диодах ,, обусловленное изменением температуры, компенсируется противоположным изменением потенциала Uy общего вывода резисторов обратной связи 2 иЗ. Преимущество предложенного функционального преобразователя состоит в повышении точности за счет компенсации погрешности от температурной нестабильности диодов. Доказательством этого является следующее. Введение в диодный функциональный преобразователь дополнительного термоком- пенсирующего диодно-резисторного элемента дает возможность прибавить к напряжению на катодах диодов величину падения напряжения на открытом диоде, и тем самым скомпенсировать температурные изменения падения напряжения на диодах диодно-резисторных элементов. Введение двухвходового сумматора., позволяет исключить дополнительную температурную погрешность преобразователя, обусловленную изменением потенциала на катодах диодов. Формула/ изобретения Диодный функциональнь1Й преобразователь, содержащий П диодно-резисторных элементов, операционный усилитель, входной масштабный резистор, первый вывод которого соединен со входом операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, последовательно соединенные первый и второй резисторы обратной связи, свободные выводы которых подключены соответственно ко входу и выходу операционного усилителя, а общий вывод соединен с выходами диодно- резисторных элементов, подключенных своими входами соответстзенно к шине отрицательного напряжения и к шине нулевого потенциала, отличаюши йс я тем, что, с целью повышения точности он содержит двухвходовой сумматор и дополнительный термокомпенсируюишй диодно-резисторный элемент, выход которо572

1-0 подключен к шине нулевого потенциала, первый вход к шине положительного опорного напряжения, второй вход - ко входу операционного усилителя, выход операционного усилителя и средняя точка дополнительно термокомпенсирующего диодно-резисторного элемента соединены со входами сумматора, выход которого является выходом преобразователя..

-f 026

Источники информпцни, пр1шятые во внимание при экспертизе

1. Коган Б. Я. Электронные моделирующие установки и их применение для исследования систем автомат ческого регулирования. М., Физматгиз, 1963, с. 184-194.

2.U/olifgang Bobe,Dimenbior ierun(j eines Funktions genftrvtors/ReaUo Fernsehen Eeekironik 1974, (прототип).

г -ЦСГНКЗi-

Ugb,,

.г