Устройство для воспроизведения линейно-ломаной функции

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ кк

РЕСПУБЛИН

3(5Р G 06 G 7/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3381694/18-24 (22) 13.01.82 (46) 07.01.84. Бюл.9 1 (72) В.A. Блохин, В.П. Шевченко, В.П.Сафронов и В.N. Шляндин (71) Пензенский политехнический ин-ститут (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 805350, кл. G06 G 7/26, 1981.

2. Касперович A.Í., Шаланги" > нов 10.В. Некоторые вопросы проектирования АЦП с использованием ампли тудной свертки сигналов.- "Автометрия", Р 4, 1978,с. 50-58,рис. 5 б (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЛИНЕЙНО-J10NAHOA ФУНКЦИИ, содержащее источник напряжений смещения и переключатели тока, каждый из которых содержит источник стабильного тока и первый и второй транзисторы, эмиттеры которых объединены и подключены к выходу источника свабильно

ro тока, причем базы вторых транзист торов переключателей тока соединены с соответствующими выходами источни- ка напряжений смещения, а базы первых

„.ЯО„„A транзисторов, коллекторы вторых транзисторов четных переключателей тока и коллекторы вторых транзисторов нечетных переключателей тока объединены иежду собой, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, а него введены операционный усилитель и первый, второй и третий суммирующие резисторы, причем инвервирующий вход операционного усилителя соединен с входной клеммой устройства, коллекторы первых транзисторов переключателей тока объединены н подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя и через первый суммирующий резистор — к общей шине устрой- 3 ства, а выход операционного усилителя соединен с общим выводом баз первых транзисторов переключателей вокв, в общие выводы коллекторов . вторых транзисторов четных-:и нечетных переключателей тока подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам устройства и, соответственно, через второй и третий р> суммирующие резисторы — к общей шине устройства.

1065861

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для получения линейноломаной функции преобразования при построении высокоточных функциональных преобразователей, применяемых в быстродействующих АЦП, для построения умножителей частоты и т„д, Известны устройства получения линейно-ломаной функции, содержащие элементарные функциональные прЕобразователи типа эоны нечувствительности и сумматор (1), Недостатки таких устройств связаны с большим числом составляющих общей 15 погрешности результирующей характеристики, что не позволяет получить высокую точность.

Наиболее близкнм по технической сущности к предлагаемому является gg устройство для воспроизведения линейно-ломаной функции, содержащее источник напряжений смещения и переключатели тока, каждый иэ которых со;« держит источник стабильного тока, первый и второй транзисторы, эмиттеры которых. объединены и подключены к выходу источника стабильного тока, причем базы вторых транзисторов переключателей тока соединены с соответствующими выходами источника напряжений смещения, а базы первых тран и зисторов, коллекторы вторых транзисторов четных переключателей тока и коллекторы вторых транзисторов нечетных переключателей тока объединены между собой $2)

Недостаток известного устройства большая погрешность воспроизведений линейно-ломаной функции, связанная с эффектом сугыирования погрешностей 40 заданных углов наклона каждого участ-, ка функции и нелинейностью переключателей тока.

Цель изобретения — повьлаение точ-. ности воспроизведения линейно-ломаной функции.

Поставленная. цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения линейно-ломаной функции, содержащее источник напряжений смещения и о переключатели тока, каждый из которых содержит источник стабильного тока и первый и второй транзисторы, эмиттеры которых объединены и подключены в выходу источника стабильного тока, причем базы вторых транзисторов переключателей тока соединены с соответствующими выходами источника напряжений смещения, а базы первых транзисторов, коллекторы вторых транзисторов четных переключателей ОО тока и коллекторы вторых транзисторов нечетных переключателей тока объединены между собой, введены операционный усилитель и первый, второй и третий суммирующие резисторы, при с65 чем инвертирующий вход операционного усилителя соединен с входной клеммой устройства, колнекторы первых транзисторов переключателей тока объединены и подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя и через первый суммирующий резистор— к общей шине устройства, а выход операционного усилителя соединен с общим выводом баз первых транзисторов переключателей тока, а общие выводы коллекторов вторых транзисто", ров четных и нечетных переключателей тока подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам устройства и, соответственно, через второй и третий суммирующие резисторы — к общей шине устройства.

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для воспроизведения линейно-ломаной функции, имеющей четыре участка; на фиг. 2 передаточная характеристика устройства.

Устройство содержит четыре переключателя тока, в каждом из которых имеются транзисторы 1 и 2,- соединенные эмиттерами, и источник 3 стабильного тока, источник напряжений смещения, который составляют резисторы

4л — 44, первый суммирующий резистор 5, операционный усилитель б и второй и третий суммирующие резисторы

7и 8.

Устройство работает следующим об разогл.

При нулевом входном сигнале все переключатели така, в данном случае выполнены в виде дифференциальных каскадов, находятся в состоянии, когда открыты вторые транзисторы, при этом выходное напряжение образуется как разность одинаковых токов и поэтому равно нулю. При увеличении входного сигнала начиная с некоторого значения, происходит перераспреде г ление тока в первом дифференциальном каскаде, в транзисторах 1л и 2л, формируя первый участок функции (отрезок AB на фиг. 2), В конце участ. ка точка В весь ток от источника 3 проходит через коллектор транзисто»:. ра 1< . Дальнейшее увеличение входного напряжения приводит к резкому скачку напряжения на выходе операционного усилителя б до значения, при котором начнет переключаться второй дифференциальный каскад.

Второй дифференциальный каскад,, полностью переключается в точке С, затем включается третий каскад и т.д. Резисторы 4q — 4л, составляющие делитель напряжения, задают напряжение Š— Е4 такими, чтобы в переходном режиме находился тог ько один каскад, при этом входные сопротивления остальных каскадов .г близки к бесконечности. На резисторе

10.65861

5, суммирующем токи отдельных каска дов, сигнал напряжения обратной связи линейно зависит от входного напряжения. Вычитание из выходного напряжения обратной связи осуществляется в операционном усилителе 6. Выходным напряжением всей схем является разность напряжений, выделяемых на резис торах 7 и 8. Количество и чемов функцни преобразования определяется только количеством дифференциельных >0 каскадов °

Благодаря наличию глубокой отрицательной обратной связи допустимы значительные погрешности задания наклона функции е каждом функциональном преобразователе, практически не уменьшающие точности воспроизведения заданной функции, В предлагаемом устройстве повышается точность воспроизведения функции эа счет введения операционного усилителя и первого, второго и третьего суммирующих резисторов, что позволяет при заданной точности значительно упростить схему каждого транзисторного переключателя тока и тем самым уменьшить стоимость устройства в целом.

1065861

Составитель И. Шелнпова

Редактор И. Ковальчук Техред М. Тепер Корректор A. Тяско

Заказ 11047/50 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 !