Функциональный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к аналоговой технике.

Известен функциональный преобразователь, содержащий резисторы, стабилитроны и потенциометры l.

ЕГО недостатком является низкая точность, обусловленная влиянием нагрузки из-за пассивного характера

схемы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является функциональный преобразователь/ содержащий выходной операционный усилитель, выход которого является выходом преобразователя и через первый резистор обратной связи соединен с входом выходного операционного усилителя, первый и второй операционные усили-. тели, между входом и выходом каждого из которых включены соответственно второй и третий резисторы обратной связи, вход первого операционного усилителя соединен, с выводом певого входного резистора, свободный вывод которого является входом преобразователя, выход первого операционного усилителя через второй входной резистор соединен с входом второго операционного усилителя и через третий входной резистор с входом выходного операционного усилителя, первую группу из п резисторов, первые выводы которых соединены с входом первого операционного усилителя, вторую группу из п резисторов, первые выводы которых объединены и через четвертый входной резистор соединены с входом выходного операционного усилителя , а через первый масштабный

0 резистор - с выходом второго операционного усилителя, п пар последо- . вательно и встречно соединенных стабилитронов, первые выводы которых соединены с выходом второго опера5ционного усилителя, а вторые выводы с свободными выводами соответствую1ЦИХ резисторов первой и второй групп, выход второго операционного усилителя через второй масштабный резистор

0 соединен с входом первого операционного усилителя 2 .

Недостатком этого преобразователя является дополнительная погрешность , обусловленная дрейфом нуля, операционных усилителей.

Цель изобретения - повышение точности.

Цель .достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий выходной операционный усилитель,

0 выход которого является выходом преобразователя и через первый резистор обратной связи соединен с входом выходного операционного усилителя, первый и второй операционные усилители, между входом и выходом каждого из которых включены соответственно второй tr третий резисторы обратной связи, вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом первого входного резистора,второй вывод которого является входом преобразователяi выход первого операционного усилителя через второй входной резистор соединен с входом второго операционного усилителя и через третий входной резистор - с входом выходного операционного усилителя, первую группу из , п фезисторов, первые выводы которых соединены с входом первого операционного усилителя, вторую группу из п резисторов, первые выводы которых объединены и через четвертый входной резистор соединены с входом выходного операционного усилителя, а через первый масштабный резистор - с выходом второго операционного усилителя, п пар последовательно и встречно соединенных стабилитронов, первые выводы которых соединены с выходом второго операционного усилителя, а вторые выводы - с вторыми выводами соответствующих резисторйв первой и второй групп резисторов, выход второго опера ционного усилителя через второй масштабный резистор соединен с входом первого операционного усилителя, дополнительно содержит первый и второй ключи, пятып входной резистор, запоминающий конденсатор, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами ключей, информационный вход первого ключа соединен с входом преобразователя, а выход - с шиной нулевого потенциала, вход выходного операционного уси лителя через пятый входной резистор соединен с информационным входом вто рого ключа, выход которого подключен к выходу выходного операционного усилителя, запоминающий конденсатор включен между информационным входом второго ключа и шиной нулевого потенциала. На чертеже приведена схема преобразователя. Функциональный преобразователь содержит выходной операционный усилитель 1, первый и второй операцион ные усилители 2 к 3, первый, второй, третий, четвертый и пятый входные резисторы 4,5,6,7 и 8, первый, второй, третий резисторы обратной связи 9,10 и 11, лервый и второй масштабные резисторы 12. и 13, первую и вторую группы иэ п резисторов 14,... 14„ и 15,...15,, п riap последовател но и встречно включенных стабилитронов 16,. .16, первый и второй ключи 17 и 18, генератор 19 тактовых импульсов, запоминающий конденсатор 20. Преобразователь работает следующим образом. Выбором стабилитронов пар 16, .. . 16 производится разбиение на участки аппроксимации заданной нелинейной Характеристики. Выбором сопротивлений резисторов первой группы резисторов 14,.. .14. устанавливаются наклоны участков аппроксимации. С помощью регулировки сопротивлений первого и второго масштабных резисторов 12 и 13 устанавливается наклон начального участка аппроксимации. Процесс компенсации дрейфа нулевого уровня преобразователя состоит иэ циклов подготовки и коррекции. Разделение на циклы происходит с помощью первого и второго ключей 17 и 18, управляемых генератором 19 тактовых импульсов. В цикле подготовки, при появлении сигнала с выхода генератора 19 импульсов, ключи 17 и 18 открываются. При ключ 17 производит шунтирование входа преобразователя, а ключ 18 замыкает цепь заряда запоминающего конденсатора 20, выходным напряжением преобразователя, которые в этом случае равно дрейфу нулевого уровня. Для обеспечения требуемой точности выбирают постоянную времени заряда такой, чтобы за время действия импульса запоминающий конденсатор 20 успел зарядиться до уровня, соответствующего значению выходного напряжения преобразов теля. В цикле коррекции ключи 17 и 18 закрыты. При зтом происходит разряд конденсатора 20 через пятый входной резистор 8. Выбрав сопротивление пятого входного резистора 8 выходного усилителя 1 достаточно большим, можно обеспечить точную компенсацию дрейфа нуля в период между поступлением управляющих импульсов. Таким образом, процесс компенсации дрейфа нулевого уровня преобразователя разделен на два чередующихся цикла, в один из которых происходит запоминание величины дрейфа нуля, а в другой - его компенсация. Предлагаемое техническое решение позволяет в несколько раз уменьшить по сравнению с известнь1м устройством погрешность, обусловленную дрейфом нуля операционных усилителей преобразователя, что дает возможность /ювысить его точность и расширить температурный диапазон его применения. Формула изобретения Функциональный 1Треобразователь, содержащий выходной операционный усилитель выход которого является

выходом преобразователя и через первый резистор обратной связи соединен с входом выходного операционного усилителя, первый и второй операционные усилители, между входом и выходом каждого из которых включены соответственно второй и третий резисторы обратной связи, вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом .первого входного резистора, второй вывод которого является входом преобразователя, выход первого операционного усилителя через.второй входной резистор соединен с входом второго операционного усилителя и через третий входной резистор-с входом выходного Операционного усилителя, первую группу из п резисторов, первые выводы которых соединены с входом первого операционного усилителя, вторую группу из п резисторов, первые выводы которых объединены и через четвертый входной резистор соединены с входом выходного операционного усилителя, а через первый масштабный резистор - с выходом второго операционного усилителя, п пар последовательно и встречно соединенных стабилитронов, первые выводы которых соединены с выходом второго операционного усилителя, а вторые выводы - с вторыми выводами соответствующих резисторов первой и второй групп резисторов, выход второго операционного усилителя через второй масштабньлй резистор, соединен с входом первого операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности он содержит первый и второй ключи, пятый входной резистор, запоминающий конденсатор, генератор тактовых импульсов, выход которого соедниен с управляющими входами ключей, информационный вход первого ключа соединен с входом преобразователя, а выход - с шиной нулевого потенциала, вход выходного операционного усилителя через пятый .

входной резистор соединен с информационным входом второго ключа, выход которого подключен к выходу выходного операционного усилителя, запоминсцощий конденсатор включен между информационным входом второго ключа и шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. М., Высшая школа , 1972, с. 275, фиг. V( -56.

2.Авторское свидетельство СССР 607234, кл. G 06 G 7/26, 1978 (прототип).