Специализированный функциональный преобразователь

 

О П И С А Н И Е () 55454I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

ABTOPCKQAhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07.74 (21) 2044166/24 с присоединением заяв № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 07.07.77 (51) M. Кл.з С 066 7/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335.813 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. А. Бубнов и В. М. Сергеев (71) Заявитель (54) СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение может быть использовано в а налоговой вычислительной технике для воспроизведения нелинейных функциональных зависимостей.

Известен диодный функциональный преобразователь с включением диодных управляемых элементов в цепи обратной связи операционного усилителя, характеризующийся сравнительно низкой точностью воспроизведения функций (1). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является специализированный функциональный преобразователь, содержащий входной операционный усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через первый входной масштабный резистор соединен со входом преобразователя, а выход через второй входной масштабный резистор соединен со входом выходного сумматора, в обратной связи которого параллельно включены первый ограничительный диод и последовательно соединенные третий входной масштабный резистор и второй ограничительный диод, вход выходного сумматора соединен через четвертый входной масштабный резистор с выходом источника опорного напряжения и через два резистивных делителя напряжения — с выходом входного операционного усилителя, общие выводы резисторов делителей соединены со входом входного операционного усилителя соответственно через последовательно соединенные третий ограничительный диод и пятый входной масштабный резистор и через последовательно соединенные четвертый ограничительный диод и шестой входной масштабный резистор (2). Этот преобразователь имеет низкую точность при воспроизведении .нелинейной функции на участках со

10 значением первой произ водной меньше единицы и равной нулю, особенно при работе в широком диапазоне температуры окружающей среды.

15 Предложенный специализированный функциональный преобразователь, с целью повышения точности, содержит дополнительный операционный усилитель, в обратной связи которого параллельно включены пятый огра2р ничительный диод и,последовательно соединенные седьмой входной масштабный резистор и шестой ограничительный диод; вход дополнительного операционного усилителя соединен с выходом источника опорного напря25 жения через восьмой входной масштабный резистор и с выходом выходного сумматора— через девятый входной масштабный резистор, а его выход через десятый входной масштабный резистор подключен ко входу преобра30 зователя.

554541

На фиг. 1 показана схема предложенного преобразователя; на фиг. 2 — пример аппроксимации функции.

Специализированный функциональный преобразователь содержит входной операцион- 5 ный усилитель 1 с маштабным резистором 2 в цепи обратной связи, вход которого через первый входной масштабный резистор 3 соединен со входом преобразователя, а выход через второй входной масштабный резистор 4 10 соединен со входом выходного сумматора 5, в обратной связи которого включены первый ограничительный диод 6, третий масштабный резистор 7 и второй ограничительный диод 8.

Вход выходного сумматора 5 соединен через 15 четвертый входной масштабный резистор 9 с выходом источника опорного напряжения 10.

Общение выводы резисторов 11, 12, 13 и 14 делителей соединены со входом входного операционного усилителя 1 соответственно через 20 последовательно соединенные третий ограничительный диод 15 и пятый входной масштабный резистор 16 и через последовательно соединенные четвертый ограничительный диод 17 и шестой входной масштабный резистор 18. 25

Кроме того, преобразователь содержит дополнительный операционный усилитель 19, в обратной связи которого включены пятый и шестой ограничительные диоды 20 и 21, седьмой одной масштабный резистор 22, а на вхо- 30 де — восьмой 23, девятый 24 и десятый 25 входные масштабные резисторы.

При U, =0 ограничительные диоды 17 и 15 заперты отрицательным напряжением от источника опорного напряжения 10. Пороговое 35 устройство, включающее в себя выходной сумматор 5, масштабные резисторы 4, 7 и 9 и ограничительные диоды 6 и 8, в исходном состоянии линейно пропускает суммарный сигнал на выход от источника опорного на- 40 пряжения 10 и с выхода операционного усилителя 1. Пороговое устройство, включающее в себя операционный усилитель 19, масштабные резисторы 22, 23 и 24 и ограничительные диоды 20 и 21, в исходном состоянии не про- 45 пускает суммарный сигнал на вход операционного усилителя 1 с выхода (l„,,) и от источника опорного напряжения 10. При увеличении входного сигнала от 0 до U„„-= U„„„, формируются первые три участка I, II u III 50 функции (см. фиг. 2) за счет ступенчатого изменения коэффициента передачи в точках излома в результате параллельного подключения к масштабному резистору 2 резисторов

14, 18 и 11, 16. Участок IV нелинейной функ- 55 ции со значением первой производной меньше единицы формируется на операционном усилителе 1 за счет изменения коэффициента передачи под действием более глубокой отрицательной обратной связи через активный 60 элемент, который представляет собой пороговое устройство, выполненное на операцион»oì усилителе 19, линейно пропускающее сигнал от источника 10, момент включения которого определяется выходным напряжением, резисторами 22 и 24 и величиной опорного напряжения. Формирование участка Ч нелинейной функции со значением первой производной, равной нулю, осуществляется при помощи порогового устройства, выполненного на выходном сумматоре 5. Устройство отключается в момент равенства (по абсолютному значению) напряжений с выхода операционного усилителя 1 и опорного напряжения с учетом коэффициентов передачи, которые определяются масштабными резисторами 4, 7 и 9.

Формула изобретения

Специализированный функциональный преобразователь, содержащий входной операционный усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через первый входной масштабный резистор соединен со входом преобразователя, а выход через второй входной масштабный резистор соединен со входом выходного сумматора, в обратной связи которого параллельно включены первый ограничительный диод и последовательно соединенные третий входной масштабный резистор и второй ограничительный диод, вход выходного сумматора соединен через четвертый входной масштабный резистор с выходом источника опорного напряжения и через два резистивных делителя напряжения — с выходом входного операционного усилителя, общие выводы резисторов делителей соединены со входом входного операционного усилителя соответственно через последовательно соединенные третий ограничительный диод и пятый входной масштабный резистор и через последовательно соединенные четвертый ограничительный диод и шестой входной масштабный резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительный операционный усилитель, в обратной связи которого параллельно включены пятый ограничительный диод и последовательно соединенные седьмой входной масштабный резистор и шестой ограничительный диод, вход дополнительного операционного усилителя. соединен с выходом источника опорного напряжения через восьмой входной масштабный резистор и с выходом выходного сумматора — через девятый входной масштабный резистор, а его выход через десятый входной масштабный резистор подключен ко входу преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины. М., Высшая школа, 1972, с. 270.

2. Смолов В. Б. Диод ные функциональные преобразователи. Л., Энергия, 1967, с. 46 — 61.

554541

Фиг. 1 бГВых Юб/хс) и

Юх.д х.а й, 8xq.

Фиг.2

Составитель О. Caxapo„;, Техред А. Камышникова

Редактор Л. Тюрина

Корректор В. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1461/!9 Изд. ¹ 493 Тпрагк 815 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-З5, Раушская наб., д. 4 5