Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известен функциональный преобразова тель, содержащий выходной сумматор, ис точник опорных напряжений и последовательно-параллельно включенные прецизионные диодные ограничители, вькоды которых подключены ко входам выходного сумматора l . Недостатком его является ухудшение динамических характеристик, обусловленное последовательным включением прецизионных диодных ограничителей. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является функцисшальный преобразователь, содержащий источник опорных напряжений, суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, П. прецизионных диодных ограничителей, входы задания опорных напряжений которых подключены к соответствующим выходам источника опор ных напряжений, выходы через масштабные резисторы - ко входу суммирующего операционного усилителя, и информационные входы объединены и являются входом функционального преобразователя 2 , Недостатком такого преобразователя является то, что погрешность коэффициента передачи прецизионного диодного ограничителя на линейном участке, определяемая погрешностями резисторов, качеством диодов, дрейфом усилителя и др., . приводит к снижению точности воспроизведения функции на выходе преобразователя. Поскольку при возрастании входного сигнала прецизионные диодные ограничители включаются параллельно, по1 решность на выходе функционального пре образователя пропорциональна числу включенных прецизионньк диодных ограничителей. Цель предлагаемого изобретения - повышение точности функционального преобразователя. Это достигается тем, что функцисжюль- ный преобразователь, содержащий источник опорных напряжений, суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, п прецизионных диодных ограничителей, вхоДы задания опорных напряжений которых под1слючены к соответствующим выходам источника опорных напряже ний, выходы через масштабные резисторыко входу суммирующего операционного усилителя, а информационные входы об ьединены и являются входом функционального преобразователя, дополнительно содержит 2 п дополнительных масштабных ре- j зисторов и п компараторов, выход каждого из которых через соответствующие до- полнительнью масштабные резисторы соединены со входом суммирующего операционного усилителя и с суммирующим входом соответствующего ему по номеру прецизионного диодного ограничителя, первьй вход каждого компаратора) кроме П -го, соединен со входом задания опорного напряжения следующего по номеру прецизионного диодного ограничителя, а второй вход каждого компаратора соединен с информационным входом соответству ющего ему по номеру прецизионного, диодного ограничителя J первый вход П -го компаратора соединен с соответствующим выходом источника опорньк напряжений. На чертеже приведена блок-схема функ ционального преобразователя. Функциональный преобразователь содержит суммирующий операционный усилитель 1, масштабные резисторы 2., 2-,... 2 f, , дополнительные масштабные резисторы 3j , 32,...3, прецизионные диодные ограничители 4 , 4,.,., 4,, компараторы 5j, 5л, ... 5, источник 6 опорных напряжений. Функциональный преобразователь работает следующим образом При подаче входного : сигнала - U gx превышающего по модулю величину опорного сигнала U рп i срабатывает прецизионный диодный огргшичитель 4 и на его выходе появляется сигнал (J , пропорциональный входному сшналу (Jp Сигнал и j , передается через резистор 2 J и усилитель 1 на выход преобразователя, образуя первый участсж аппроксимации воспроизводимой функции. При даль нейшем увеличении входного сигнала, ког ®I Bx оп2 1 срабатьюает компаратор 54 ,и на его выходе появляется калиброванный по амплитуде сигнал который через дoпoJшитeльньtй масштабный резисто);) Зр выключает ограничитель 75 5 4l и через дополнительньй масштабньй езистор 3 и усилитель 1 передается а выход преобразователя. При этом ыходное напряжение преобразователя равно значению аппроксимируемой функции в узловой точке, соответствующей концу ервого участка аппроксимации воспроизводимой функции. Это значение функции апоминается с помощью компаратора 5 при дальнейщем увеличении входного сигнала. Одновременно при | U БХ| U оп2 срабатывает ограничитель 4 и на его выходе появляется сигнал 11-2 пропорциональный U ах который через масштабный резистор 2 2 и усилитель 1 передается на выход преобразователя, образуя начало второго участка аппроксимации функции. При lUgxl on2 срабатывает компаратор 5 и на его выходе появляется калиброванный по амплитуде сипнал и ном 2 которьй через дополнительный масштабный резисторЗп 2 выключает ограничитель 4 и через масштабньй резистор 3 к усилитель 1 передается на выход преобразователя. Величина выходного напряжения равна при этом значению аппроксимируемой функции в узловой точке, соответствующей концу второго участка аппроксимации функции с учетом сигнала, запомненного компаратором 5. При дальнейшем увеличении входного сигнала преобразователь работает аналогично указанному выше. Таким образом, в предлагаемом преобразователе независимо от величины входного сигнала и числа участков аппроксимации в работе участвует только один прецизионный диодньй ограничитель. В зависимости от величины входного Сигнала изменяется количество одновременно включенных компараторов, у которых легко обеспечить с высокой точностью независимость выходного напряжения от уровня входного сигнала. В предлагаемой схеме функционального преобразователя компараторы запоминают, значение аппроксимируемой функции в условных точках, тем самым устраняя сумм1фованне погрешностей, обусловленных нестабильностью коэффициентов передачи прецизионных диодных ограничителей. Этим достигается повышение точности и стабильности функционального преобразователя. Формулаизобретения Функциональный преобразователь, содержащий источник опорных напряжений. суммирующий операционный усилитель, вькод которого является выходом функционального преобразователя, ц преци- эионных диодных ограничителей, входы задания опорньк напряжений которых подключены к соответствующим выходам ис точника опорных напряжений, выходы чере соответствующие масштабные резисторы ко входу суммирующего операционного усилителя, а информационные входы объединены и являются, входом функционального преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит 2 п Дополнительных масштабных резисторов и п компараторов, выход каждого из которых через соответствующие дополнительные масштабные резисторы соединен со входом суммирующего операцисжного усилителя и с суммирую 7 56 щим входом соответствующего его по номеру прецизионного диодного ограничителя, первый вход каждого, компаратора, кроме h -го, соединен со входом задания опорного напряжения следующего по номеру прецизионного диодного ограничителя, второй вход каждого компаратсч а соединен с информацисиньш входом соответствующего ему по номеру прецизисяшого диодного ограничителя, первьй вход П -го компаратора соединен с соответствующим выходом источника опорных напр5ркений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сборник Актуальные вопросы технической кибернетики. М., Наука, 1972, с. 5, рис. 3, 2. Патент Франции № 16О3729, сл. G-06 О-7/26, 1971 (прототил).

ГМ

-и,

«и о

1

2«

CZh