Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

ИчЗобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известен функциональный преобразователь (ФП), содержащий операционный усилитель с резисторами в цепи обратнсЛ связи, параллельно которому включены шунтирующие цепочки из последовательно включенных стабилитрсжов и резисторов, Между точкой соединения стабилитрша с резистором и точкой нулевого потенциала включен сглаживающий фильтр 1 . Такой преобразователь воспроизводит только монотонную функцию с невысокой точностью, поскольку существенное влияние на точность оказьюают изменение рабочей температуры и нелинейности начальных участков характеристик стабили- трсжов. Наиболее близок по техническому решению к предлагаемому функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, ко входу которого подклю- : чены операционные усилители с резисторами и диодами в обратной связи. Входы операцисйшых усилителей подключены ко входу преобразователя 2 . Недостатком преобразователя является низкая точность воспроизведения функций, так как в нем отсутствует схема термокомпенсации ухода характеристик диодов. Цель изобретения - повышение точнооти работы. Для достижения поставленной цели функциснальный преобразователь, содер- Гжащий выходной сумматор с первьш масштабньш резистором в цепи обратной связи, выход которого является вььходом преобразователя, ко входу сумматора подключены первые вьшоды друх групп входных масштабных ТЗезисторов, второй вьшод каждого входного масштаб ного резистора первой группы подключен к выходу соответствующего операционного усилителя, входы всех операцисиных усилителей через входной масштабный резистор соединены со входом преобразователя, в обратной связи каждого one- рационноагчз усилителя включен соответствугощкй масштабный резистор, содержит дополнительные масштабные резисторы, стабилитроны к инверторы, вход каждого из которых: соединен с выходом соответствующего операционного усилителя, а выкод через последовательно соединенные пару стабилитронов и допо шитель- иый масштабный резистор соединен со входом соответствующего операционного усилителя, общий вывод каждогд дополнительного масштабного резистора и пары стабилитронов соединен со вторым вьшо- дом соответствующего входного масштаб ного резистора второй группы, в каждой паре стабилитроны включены встречно. На чертеже представлена схема функционального преобразователя. Функциональный преобразователь содержит выходной сумматор 1 с первым масштабным резистором 2 в цепи обрат ной связи, выход которого является выходом преобразователя 3, ко входу сумматора подключены первые выводы двух групп входных масштабных резисторов 4,j-4j и 5j - 5 операционные усилителк 6 - 6 , входы всех оперционных усилителей через входной масштабный резистор 7 соединены со входом преобра зователя 8, в обратной связи каждого операционного усилителя включен соответ ствующкй масштабный резистор . Кроме того, он содержит допо;шитель- ные масштабные резисторы , стабилитроны 11,-11 и инверторы (инвертирующие усилители). 12j-12p . Функциональный -преобразователь рабо тает следующим образом. Стабилитронами 11 устанавливаются границы участков аппроксимации заданной нел шейной характеристики. Сопротивлениями масштабных резисто ров 10 и 5 устанавливаются наклоны уча стков аппроксимации о учетом условий температурной инвариантности. Подбором сопротивлений резисторов 9j-9 устанавливается наклон начальног участка ,аппроксимации. Каждый участок аппроксимации формируется прохождением сигнала по двум следующим цепям: основной цепи (усилители 6 и 1);цепи ком пенсации (усилители 0,12,1). Устойчивая работа преобразователя обеспечивается подбором сопротивлений резисторов 10 большим, чем сопротивление рэзисторов 9. Исключение влияния нелинейности характеристик стабилитронов на вид реализуемой функции осуществляется следующ образом.

До открытия стабилитрона его обратное сопротивление изменяется по нелинейному закону и существенно больше сопротивлений резисторов 4 и 10. Поэтому токи, ротекающие по цепи обратной связи к це- пи компенсации, идентичны по характеру изменения и определяются величиной обратного сопротивления стабилитрона. Основное влияние на погрешность преобразователя оказывает изменение параметров полупроводниковых стабилитронов под влиянием рабочей температурь, что приводит к параллельному сдвигу его вольт-амперной характеристики. Эта погрешность равна нулю при выполнении следующего условия температурной инвариантности преобразователя KUk%, где К -коэффициент передачи основной цепи, -коэффициент передачи цепи компенсации, j - коэффициент передачи цепи положительной обратной связи (/5, -R7/R,ob /if и сопротивления резисторов 7 и 10. При реализации характеристики, находящейся в 1(1У) квадранте, и положительной производной наклона участков аппроксимации преобразующей цепью прохождения сигнала являются усилители 6 и 1, а цепь, состоящая из последовательно включенных усилителей 6, 12 и 1, обеспечивает компенсацию влияния нелинейности начального участка характеристики стабилитрона и температурную стабилизацию. При отрицательной производной наклона участков аппроксимации преобладающей цепью прохождения сигнала является последовательно включенная цепь усилителей 6,12 и 13, а компенсация осуществляется по цепи усилителей 6 и 1. Указанные обстоятельства придают ФП определенные особенности как по функциональным возможностям, гак и по характеру распределения аппаратурной погрешностиТехнический эффект предложения заключается в повышении точности воспроизведений функций за счет исключения температурной погрешности преобразователя. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор с первым