Генератор функций

 

Союз Советсннк

Соцнайнстнческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 090779 (21) 2794006/18-24 (51)PA Kgç с присоединением заявки М .

G 06 6 7/26

Н 03 Н 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481, Бкзллетвнь Но 15

Дата опубликования описания 250481 (53) УДК 681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Â. Бондаренко и В.П. Довгуи

l ."

Ленинградский ордена Ленина электротехнич ский инстнтут ", / им.. В.И. Ульянова (Ленина). (7 t) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известен генератор функций, со- держащий первый и второй дифференциальные операционные усилители и масштабные резисторы, который осуществляет инвертирование знака нелинейного сопротивления, подключенного. к нему в качестве нагрузки, а также изменяет его величину $1) .

Недостатком устройства является то, что оно осуществляет только частотно-независимое преобразование характеристик двухполюсников.

Наиболее блйэким к предлагаемому. является генератор функций, содержащий дифференциальный усилитель напряжения, основной усилитель напряжения, между входом и выходом которого включены параллельно первый резистор обратной связи и конденсатор обратной связи, первый входной резистор, включенный между выходом дифференциального усилителя и входом усилителя напряжения, управляемый источник тока, выход которого является входом генератора и через второй .входной резистор соединен с.неинвертирующим входом дифференциального .усилителя напряжения, а управляющий вход соединен с выходом усилителя напряжения, являющимся выходом генератора, выход дифференциального усили-. теля напряжения через второй резистор обратной связи соединен с его .инвертирующим входом (2 .

Однако генератор имеет ограниченное быстродействие, обусловленное час10 тотными свойствами усилителя .напряжения, которые в данном случае должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к операционным усилителям, т .е ° иметь в рабочем диапазоне частот теоретически бесконечный коэффициент уси15 ления и малый входной ток.

Цель изобретения — повышение быстродействия генератора.

Поставленная цель достигается тем, что генератор функций, содержащий дифференциальный усилитель напряжения, основной усилитель напряжения, между входом и выходом которого включены параллельно первый резистор об« ратной связи и конденсатор обратной

25 .связи, дополнительно содержит дополнительный усилитель напряжения, второй и третий резисторы обратной связи, три входных резистора, три мас штабных резистора и входной кондвн30 сатор, включенный между входом ос824233

О,, где входное и выходное напряжения; узловые напряжения; проводимости первого, второго и третье го ре з исторов 1-3 обратной связи; проводимости первого, второго и третьего входных резисторов 4-6; проводимости первого, второго и третьего масштабных резисторов

7-9.

Ч2 43 94 "5

6i 62 6З

4 6 6

Ч 8 9,новного усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной связи включены соответственно между входом и выходом дополнительного усилителя напряжения, и между неинвертирующим входом и выходом дифференциального усилителя . напряжения, первый, второй и третий входные резисторы соединены одним выводом со входом дополнительного усилителя напряжения, который является входом генератора, а другим выводом соединены соответственно с выходом дифференциального усилителя напряжения, с выходом основного усилителя напряжения и со входом основного усилителя напряжения, первый, второй и третий масштабные резисторы соецинены одним выводом с выходом основного усилителя напряжения, а другим выводом подключены соответственно к.выходу дополнительного усилителя напряжения, к неинвертирующему входу дифференциального усилителя напряжения, который является выходом генератора, и к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход дифференциального усилителя напряжения соединен с выходом основного усилителя напряжения.

На чЕртеже приведена схема генератора функций.

Генератор содержит первый, второй и третий резисторы 1-3 обратной связи, первый, второй и третий входные резисторы 4-6, первый, второй и третий масштабные резисторы 7-9, дифференциальный усилитель 10 напряжения, основной и дополнительный усилители 11 и 12 напряжения, входной коидейсатор 13, конденсатор 14 о6ратной связи.

Генератор Функций работает следукщим образом.

Токи через входные и выходные зажимы можно определить из соотношений, (Ug Очз)64 4 (U„-ОУ2)62 +

+ (U О э) 6з (0 Оу4)6ь ) (1)

Э (02 "Ugs) 68+ (02-09з) 6 ) (2) Напряжения узлов в схеме связаны соотношениями; 092 = К 2 О,; 0 =К, 094)

ОУ К1о * (02-0>S ) где К вЂ” коэффициент усиления дифференциального уси-

5 лителя 10 напряжения, К„„, К 2- коэффициенты усиления основного 11 и дополнительного 12 усилителей напряжения.

Записав- уравнение для тока через третий входной резистор 6

Jg4= (U -094 ) G 6 — S CPU 4 +

+ (Оу -UgS ) (SC(4 4 G ) ) найдем выражение для напряжения U

ОЧ4 01 бь

04 А, 6 где А

20 G -Gq + S (С "С 4 )

C — емкос ть входного конденсатора 13;

С 4 — емкость конденсатора 14 обратной связи;

S — частота входного сигнала.

Подставляя выражение для 0 4 в (1) и (2), получим;

3< = 0„(А(464 - 26 - 6Ь) +

З0 + 6 + 6в - G)) - 20264) Г А(З - 8)Х "g(8

Полученная система уравнений при выполнении условий

A(4G4-2Gg-G ) + 64+ G 5 -6д= 0л

264 = ; (3)

A(2G -68) = 1/2 6 = G

40 сводится к системе уравнений

"о

0 /5, (4) описывающей работу известного гене45 ратора) который является R L-мутатором и используется для моделирования нелинейных вебер-амперных и вольт-кулонных характеристик.

Поскольку в систему (4) входят

5О четырнадцать независимых переменных, нетрудно подобрать параметры элементов предлагаемого генератора таким образом, чтобы удовлетворялись уравнения (4).

Применение усилителей с конечным усилением, характеристики которых близки к идеальным, а также введение дополнительных резисторов расширяет диапазон рабочих частот генератора и увеличивает устойчивость его работы по сравнению с известным.

Формула изобретен и)

Генератор функций, содержащий диф65 ференциальный усилитель налряжения, 8242 3

Составитель Н, Балабошко

Редактор А. Шишкина Техред С.Мигунова Корректор М. Коста

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2127/73

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 основной усилитель напряжения, между входом и выходом которого включены параллельно первый резистор обратной связи и конДенсатор обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит дополнительный усилитель напряжения, второй и третий резисторы обратной свяэй, три входных резистора, три масштабных резистора и входной конденсатор, включенный между входом основного усилителя напряжения и шиной нулевого потенциала, второй и третий резисторы обратной.связи включены соответственно между входом и выходом дополнительного усилителя напряжения и между неинвертирующим входом и выходом дифференциального усилителя напряжения, первый, второй и третий входные резисторы соединены одним выводом со входом дополнительного усилителя напряжения, воторый является входом генератора, а другим выводом — соответственно с выходом дифференциального усилителя напряжения, с выходом основного усилителя.напряжения и со входом основного усилителя напряжения, первый, второй и тре;ий масштабные резисторы соединены одним выводом с выходом основного усилителя напряжения, а.другим выводом подключены соответственно к выходу дополнительного усилителя напряжения, к неинвертирующему входу дифференциального усилителя напряжения, который является выходом генератора, и к шине нулевого, потенциала, инвертирующий вход дифференциально"о усилителя напряжения соединен с вы.ходом основного усилителя напряжения.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марже Ж. Операционные усилители v их применение. Л., "Энергия", 1974 с. 100, рис. 6-21.

29 2. Заявка Великобритании

Р 1276891, кл. G 4 G, 1969 (прототип)..