Косинусный функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/22 

1

Изобретение относится к аналоговой вычиспитепьиой тахнике.

Известен косинусный функциональный преобразователь, содержащий операционные усилители, диодно-резисторные аппроксимирующие элементы, конденсатторы и фильтры 1JНедостатком эчиго преобразователя является относительно высокая сложность.

Наиболее близким тахническим реш&нием к предлагаемому является косинусный функционельный преобразователь, содержащий два элемента с управляемым сопротивлением каждый из которых выполнен на полевом транзисторе, затвор каждого из которых через соответствующие фильтрующий конденсатор и защитный диод подсоединен к шине нулевого потенциала, стоки полевых транзисторов соединены с выходом преобразователя и через третий фильтрующий конденсатор присоединены к шине нулевого потенциала, источник опорного напряжения, один вывод которого подключен к шине нулевоГО потендиала, другой вывод через параллельно включенные масштабирующий резистор и первый ограничительный резистор соединен с одним выводом источника входного сигнала, другой вывод которого подключен к затвору второго полевого транзистора, второй ограничительный резистор соединен с вьшодом источника смещения, балансирующие резисторы, первьй и второй из которых одними

10 выводами соединены с другим вьшодом второго ограничительного резистора, третий и четвертый балансирующие резисторы одними выводами подключены ко второму выводу источника смещения, дру15гие выводы первого и третьего балансирующих резисторов соединены с затвором первого полевого транзистора, а другие выводы второго и четвертого балансирующих резисторов подключены

20 к затвору второго полевого транзистора И.

Недостатком такого преобразователя является сравнительно низкая точность

функционального преобразования входного сигнала в частоту при последоват&пь ном вютючении косйнусно1ч функционального преобразователя и преобразовавдя напряжения в частоту,

Цель изобретения - повышение точности фуншлионапьного нреобразования входного напряжения в частоту

Это достигается тем что косинусный функциональный пр8образоватедь8 соде;. жаишй два элемента с управляемым сопротивлением, из которых выпол нен на полевом транзисторе, затвор каждого из которых через соответствуюнще фильтруюшйй конденсатор и защитный диод подсоединен к шине нулевого потенциапаа стоки полевых транзисторов объе динены. и через третий фильтрую1щ;1й кон денсатор соединены с шиной нулевого поте щиалаэ источник опорного напр55жения один вывод которого подключен; к шине нулевого потенциала, а другой вывод через параллельно включенные масш- табируюшд:й резистор и четвертый фильтрующий конденсатор соединен со стоками полевых транзистороВз затвор первого полевого транзистора подключен, к п.-ерво- му вьшоду первого ограничительного ре зистора, второй вывод которого я-вляется первым входным зажимом функционального преобразователя; затвор второго по левого транзистора является вторьш-: входным зажимом фуш ционального пре- образователя балансирующие резисторы,

первый и второй из которых ВЫ

водами соединены с первым выводом второго ограничительного резистора, третий и четвертый балансирующие резисто™ ры соединены однимм выводами другие выводь первого и третьего бачансир то щих резисторов соединены с затвором первого полевого транзистора, а другие выводы второго и четвертого балансирующих резисторов подключены к затвору второго полевого транзистора дополнительно содержит блок преобразования напряжения в частоту, блок преобразования часто1ы в напряжение и усилитель первый и второй входы которого пощяао- чены соответственно к стокам и истокам полевьо. транзисторов, а выход -- ко аходу блока преобразования напряжения в частоту, выход блока преобразования напряжения в частоту является Е .ЫХОДОМ фуш дмонального преобразователя и подключен ко входу блока преобразования частоты в напряжение, первый и второй выходы которого подключены ко второму

выводу второго балансирующего резистора и к общему вьЕводу третьего и четвертого балансирую11и-1Х резисторов

На чертеже приведена структурная схема косинусного функционального- пре- образователЯф

.Преобразователь содержит первый и второй псйтевь-е транзисторы 1 и 2, мае- штабируюнщй резистор 3, источник опорного напряжения 4, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 фильтр тощие кон,аеЕсаторг. усилитель 9, защитные диоды Ю и 11, первый 12 и второй 13 ограничительные резисторы первый 14,

второй 15, третий 16 и четвертый 17 балансир ГЕощие резисторы, блок преобразования напряжения в частоту 18, блок преобразования частоты в напряжение 19. Преобразователь работает следующим

образом, Входной сигнал, проходя через балансирующие резисторы 14-17, сбраззаощие мостовую схему, открывает один и закрьшает второй полевые транзисторы 1 и. 2 так, что сопротивление между их

истоками и стоками изменяется по закону, близкому к квадратичному. При этом масттабирующий резистор 3 и пара полевых транзисторов 1 и 2 работает как фу1жцион.альный делитель напряжения,

с вьшодов которого при определенном выборе режима работы транзисторов снимается напряжение, зависящее от входного сигнала по закону, близкому к коси- нycoидaльнo гyв Балансирующие резисторы

14-17г соединенные по мостовой схеме позволяют повысить надежность преобразователя в работе

При Щлевом входном управляющем сигнале на выходе блока преобразования

напряжения в частоту 18 формируется поток импульсов с постоя Пт ой частотой повторения, а на выходе блока преобразования частоты в напряжение 19 - постоянное напряжение, подаваемое на мостовую схему При изменении входного сигнала с вьЕсода функционального делитапя напряжения через усилитель 9 на вход блока преобразивания напряжения в частоту 18 поступает напряжение, стремя-

щееся изменить его частоту так, напряжеш{е на выходе блока преобразования частоты в напряжение 19 скомпенсировало входной сигнал

Предлагаемое ус-тройство относится к классу следящих систем, частота следований импульсов которых является одновременно выходным и уравновешиваю1ДИМ параметром. Частота следования импульсов Rj. .на выходе схемы зависит ОТ входного управляющего напряжения по закону, близкому к косинусоидальному. Применение новых элементов - усилителя, блока преобразования напряжения в частоту и блока преобразования частоты в напряжение - позволяет повысить точность функционального преобразования аходного напряжения в частоту по сравне нию с традиционным последовательным включением консинусного .функционально го преобразователя и блока преобразова ния напряжения в частоту. Положительный эффект достигается благодаря введению в устройство отрицательной обратной связи. Формула изобретения Косинусный функциональный преобразо ватель, содержащий два с управ ляемым сопротивлением, каждый из кото- рьрс выполнен на полевом транзисторе, затвор каждого из которых через соответ ствующие фильтрующий конденсатор и защитный диод подсоединен к шине нуле™ вого потенциала, стоки полевых, транзисторов объединены и через третий фильтрующий конденсатор соединены с шиной нулевого потенциала, источник опорного напряжения, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой вывод через параллельно включенные масштабирующий резистор и четвертый фильтрующий конденсатор соединен со стока ми попевьктранзисторов, истоки которых подключены к шине нулевого потенциала, зат вор первого полевоготранзистора подключе к первому вьшоду первого ограничительного резистора, второй вьсвод которого является первым нходным зажимом функциональ него преобразователя, затвор второго полевого траязис1-ора является вторым аходным зажимом функционального преобразовател.я., балаисир тощие peзиjэтopы, первый и второй из icoT-орых вьшодами соединены с первым выводом второго ограничительного резистора, третий и. четвертый балансируюидае резисторы со динены одними вьшодами другие аьшоды первого и третьего балансирующих резисторов соединены с затвором первого полевого транзисторае а другие выводы второго и четвертого балансирующих резисторов подключены к затвору второго полевого транзистора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования напряжения в частоту, он содержит блок преобразования напряжения в частоту, блок преобразования частоты в напряжение и у-С шитель, первый и второй входы которого подключетгы соответственно к стокам и истокам полевых транзисторов, а выходке в.ходу блока преобразования напряже- ния в частоту, выход блока преобразова- нкя напряжения в частоту я.ЕМ1яется выходом фушсционального преобразователя и подигючен ко аходу блока преобразования частоты в напряжение, первый н второй выходы которого подключены ко второму вьшоду второго балансирующего рЕ53истора и к общему вьшоду треть5го и четвертого балансир тощих резисторов, ИстоЧ1гаки информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вычислительная техника. Справочник. Под ред. Го Д. Хаски и Г. А, Корка , т„ « V, Энергия 1964, с. 194-195. 2,Авторское- сиидет-ельство СССР ч 529463 кл, G 06 О 7/22, 1976 (прототип)о н и