Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является упрощение преобразователя . Цреобразователь содержит первый и второй операционные усилители 1 и 2, первый и второй масштабные резисторы 3 и 4 обратной связи, п потенциометров 5,,,..,5, п масштабных резисторов 6,.,.,6„, п аппроксимирующих ячеек 7|,...,7, каждая из in-w-ij «, ащ. -UA, L -C 3-tirtni St t-czb-J да,. .AJ которых содержит операционный усилитель 8 ,...,8. Преобразователь содержит согласующий резистор 9. Каждая аппроксимирующая ячейка 7 , ..., 7j,, помимо операционного усилителя 8 ,, ...,8, содержит резистор обратной связи 10 ,... ,10,,. Ячейки 7 с номерами в индексе J 2 п содержат входные масштабные резисторы llj, все аппроксимирующие ячейки 7 содержат входные масштабные резисторы 12,, ..., 12 и 13,,.,.,13, а ячейки 7 с номерами в индексе j 2 входные масштабные резисторы 14. и 15.. Все ячейки 7,...,7 содержат первые и вторые коммутирующие диоды 16,.,,,16пИ 17,17, а также опорные стабилитроны 18,,...,18„. Ячейки с номерами в индексе, отличными от J 2 дополнительно содержат опорные стабилитроны 19, Дости- |жение поставленной цели обеспечено благодаря аппроксимации функций по системе Ыаудера и применению в качесивю (Л со Oi GO Ю a

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Б А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4073911/24-24 (22) 05.05.86 (46) 30.12.87. Бюл.М 48 (71) Московский институт электронной техники (72) 10.А.Тарасов и А;А.Маслов (53) 681.3(088.8) (56) Справочник по нелинейным схемам/

Под. ред. Д.П1ейнголда. M.: Мир, 1977, с.62.

Авторское свидетельство СССР

Ф 993288, кл. G 06 G 7/26, 1981. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Преобразователь содержит первый и второй операционные усилители 1 и 2, первый и второй масштабные резисторы 3 и 4 обратной связи, и потенциометров 5 » ... 5„, п масштабных резисторов 6 1,...,6„, п аппроксимирующих ячеек 7,,...,7„,, каждая из

„„SU„, 1363267 А1 ко торых содержит опер ацио нный усилитель 8,...,8 . Преобразователь содержит согласующий резистор 9. Каждая аппроксимирующая ячейка 7,,...,7„, помимо операционного усилителя 8,, ...,8, содержит резистор обратной ь связи 10 „,...,10„° Ячейки 7 с номерами в индексе j = 2 c n содержат входные масштабные резисторы 11), все аппроксимирующие ячейки 7 содержат входные масштабные резисторы 12,, 12„ и 13,,...,13„, а ячейки 7 с номерами в индексе 1 = 2 входные масштабные резисторы 14 и

l5 . Все ячейки 7, " Ф7 . Содержат первые и вторые коммутирующие диоды

16„,...,16 „и 1/,,...,17„, а также опорные стабилитроны 18,,...,18 „.

Ячейки с номерами в индексе, отличныни от = 2, дополнительно содержат опорные стабилитроны 19. Дости1жение поставленной цели обеспечено благодаря аппроксимации функций по системе Иаудера и применению в качес1363267 тве части опорных диодов стабилитронов с напряжением стабилизации 5 В с

ТКН = 0 и 2,5 В и .7„5 В с ТКН протиИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг.1 изображена блок-схема преобразователя; на фиг.2 — графики, поясняющие его работу, Функционалыый преобразователь содержит первый 1 и второй 2 выходные операционные усилители, между входами и выходами кбторых включены резисторы 3 и 4 обратной связи, потенциометров 51-5, включенных между входами операционных усилителей

1 и 2, и масштабных резисторов 6„6„, включенных между выходами аппроксимирующих ячеек 7„-7 „ и подвижными контактами потенциометров 5„-5 „. Каждая иэ и аппроксимирующих ячеек 7,—

7„ содержит один операционный усилитель 8,-8„. Между выходом первого выходного операционного усилителя 1 и входом второго выходного операционного усилителя 2, выход которого является выходом функционального преобразователя, включен согласующий резистор 9. К входу операционных усилителей 8„-8 „ подключены резисторы 10,—

10 обратной связи, а в 2 -х аппроксимирующих ячейках — первые масштабные резисторы 11,, 11

„з

11„ и т,д. Между инверсным входом преобразователя -U, и шиной нулевого потенциала в каждой аппроксимиру-. ющей ячейке 7 „-7„ последовательно включены вторые и третьи входные масштабные резисторы 1?,-12 „ и 13„13 „ соответственно, а между прямым входом преобразователя +U „ и шиной нулевого потенциала в J-е аппроксимирующие ячейки с индексами, не равными целым степеням двойки (j = 2 " ), последовательно включены четвертые и пятые входные масштабные резисторы

14 -14 „ и 15; — 15 „ соответственно. воположных знаков, обеспечивающих одновременно и повышение точности.

2 ил.

Функциональный преобразователь содержит также коммутирующие диоды 16,—

16 „ и 17,-17 „ и опорные. стабилитроны

18,-18„ и 19 „-19„, включенные по приведенной на фиг.1 схеме. При этом в аппроксимирующих ячейках 7 — 7 це1 3 лесообразно использовать опорные стабилитроны 18 — 18 и 19 с напря1 з з жением стабилизации соответственно 5;

2 5; 5 и 7,5 В, которые обеспечивают воспроизведение первой, второй и третьей треугольных функций Паудера (фиг.2). Воспроизведение треугольных функций более высокого порядка аппроксимирующими ячейками 7 — 7 „ (фиг.1) осуществляется с использованием опорных стабилитронов в диодном включении либо обычных кремниевых диодов.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Каждая из аппроксимирующих ячеек

7 „ (Е = 1,2;...) обеспечивает воспро25 изведение треугольной функции (х), основание которой соответствует системе функций Шаудера (фиг.2). Это обеспечивает по отношению к прототипу при равном количестве интервалов кусочно-линейной аппроксимации сокращение требуемого числа аппроксимирующих ячеек 7 — 7 . Формирование тре«п угольных функций обеспечивается за счет подключения к входам операционных усилителей 8,-8 „ входных масштабных резисторов.11,-11„ и диодных элементов без опорных напряжений, выполненных на опорных стабилитронах .18,—

18„, 19; и входных масштабных резис4 торах 12 12 * 13 13 14 15 ° аппроксимирующих ячейках для формирования треугольных функций, близлежащих к началу координат и имеющих номера к 2 (1,2,4,8 и т.д.), до45 . статочно иметь только по одному опорному стабилитрону 18 1, и по одному первому входному масштабному резисто1363267 ру 11, а в остальных аппроксимирующих ячейках 7; по два опорных стабилитрона 18 и 19:, Дпя обеспечения повышенной точности в аппроксимирующей ячейке 7,, в качестве опорного стабилитрона 18

1 целесообразно применение стабилитрона с напряжением стабилизации 5 В, ТКН которого теоретически равен нулю, а в аппроксимирующих ячейках 7г и

7> — стабилитронов с напряжением стабилизации 2,5 и 7,5 В, ТКН которых имеют противоположные знаки. В остальных аппроксимирующих ячейках 7

J вместо стабилитронов могут быть применены плоскостные кремниевые диоды в прямом включении. При этом их ТКН

30 входом ее операционного усилителя и прямым информационным входом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в 2 -е .:аппроксимирующие ячейки введены по одному, а в остальные — по два опорных, стабилитрона, которые соединены первыми выводами с входами операционных усилителей соответствующих аппроксимирующих ячеек, входы операционных усилителей

2"- х аппроксимирующих ячеек подключены через первые входные масштабные резисторы к прямому входу преобразователя, вторые выводы опорных стабилитронов

2 -" -х аппроксимирующих ячеек и первых опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через вторые и третьи входные масштабные резисторы соответственно к. инверсному информационному входу преобразователя и к шине нулевого потенциала, вторые выводы вторых. опорных стабилитронов остальных аппроксимирующих ячеек подключены через четвер35

55 влияния на точность не оказывает, так как треугольные функции у (х)

1 суммируются при формировании аппроксимирующей функции q (х) н

k „-q„(x) с быстро убывающими коэффициентами k,. Требуемые величины и знаки коэффициентов k устанавливаются поочередно с помощью потенциометров 5,-5 „ в результате регулировки значений функции в узлах аппроксимации, Для приведенного на фиг.2 примера с четырьмя узлами аппроксимации сначала следует установить у г

Г(хг), затем у„. = f(x,) и у

= f(x>). При большем числе узлов аппроксимации процесс настройки функционального преобразователя на воспроизведение функций, изображенных на фиг.2, осуществляется в аналогичной последовательности. При воспроизведении произвольных монотонных функций схему, изображенную на фиг.I слудет дополнить не составляющими существенных отличий элементами для установки f(x,) è Õ(x „„,„ ). При.их наличии вначале следует установить

Г(х ), затем f(x ÄÄ,) и далее по тексту.

1

Формула изобретения

Функциональный преобраз ователь, содержащий первый и второй. выходные операционные усилители, первый и второй резисторы обратной связи, включенные между входом и выходом соответствующего выходного операционного усилителя, и потенциометров, включен-. ных между входами выходных операционных усилителей, согласующий резистор, включенный между выходом первого и входом второго выходных операционных усилителей, выход последнего является выходом преобразователя и масштабных резисторов и и аппроксимирующих ячеек, 2 " -е (i = 1,2...) аппроксимирующие ячейки содержат первые, вторые и третьи, а остальные аппроксимирующие ячейки — вторые, третьи, четвертые и пятые входные масштабные резисторы, каждая аппроксимирующая ячейка содержит операционный усилитель, первый и второй коммутирующие диоды и резистор обратной связи, первый выход которого подключен к входу операционного усилителя и через первый коммутирующий диод — к его выходу, второй коммутирующий диод в каждой аппроксимирующей ячейке включен между выходом операционного усилителя и вторым выходом резисторов обратной связи, масштабные резисторы включены между подвижными контактами соответствующих потенциометров и вторыми выводами резисторов обратной связи соответствующих аппроксимирующих ячеек, первый входной масштабный резистор первой аппроксимирующей ячейки включен между тый и пятый входные масштабные резисторы соответственно к прямому входу преобразователя и к шине нулевого потенциала.

1363267

Составитель Н.Зайцев

Редактор Е.Копча Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6365/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4.