Диодный функциональный преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 С 06 G 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4143403/24-24 (22) 24. 10.86 (46) 23. 04. 88. Бюл. )) 15 (71) Московский институт электронной техники (72) Ю.А.Тарасов, А.А.Маслов, А.А.Агафонов и С.Л.Моисеев (53) 681.3 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 926677, кл. G 06 G 7/26, 1982.

Тарасов Ю.А. Проектирование диодных функциональных преобразователей без опорных напряжений. — Сборник научных трудов "Элементы, узлы и математическое обеспечение управляющих систем". — M., 1985, с. 38-39, рис. 3. (54) ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРА-

ЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет повышения термостабильности, а также расширение его функциональных возможностей за счет воспроизведения функции как с возрастающей, так и с убывающей производной. Диодный функциональный преобразователь содержит операционный усилитель 1, резистор 2 обратной связи, п последовательно соединенных опорных диодов 3q -3„, и пар масштабных резисторов 4<,-4„, H 4 4 m дополнительных onopHblx диодов 5 -5 и m делителей напряжения 6 -6 . Применение делителей напряжения 6 наряду с входными масштабными резисторами и дополнительными опорными диодами 5 обеспечивает повьппение точности вследствие возможной раздельной рег полировки положений узпов аппроксимации U» и крутиэ- Ж ны выходной характеристики а) каждой элементарной нелинейной ячейки. При- МФ менение, таким образом, дополнительных делителей напряжения 6 упрощает расчет и настройку функционального преобразователя, что в конечном счете повьппает точность заявляемого тех нического решения. 2 ил.

1390619

RQ к + к

<, + 1 где R сопротивление резистора о

2 обратной связи, R R — сопротивления резисто 2 ров соответственно 4, 1 и 4, 2

При достижении напряжения в узле соединения резисторов 41<„ и 4< величины напряжения отпирания диода 3, при пренебрежимо малом его сопротивлении в проводящем направлении составляющая напряжения на выходе ОУ 1, обусловленная первой ДНЯ, .равна

U = V

Ro

<2 (2) 5О

Напряжение V при котором отпираХ2< ется диод 3 и соответственно выключается первая ДНЯ„ определяется соотношением сопротивления резисторов 55

4<, и4, — (3)

Пхг

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Цель изобретения — повьппение точности преобразования эа счет повышения термостабильности устройства, а также расширение его функциональных возможностей эа счет воспроизведения функций как с возрастающей, так и с убывающей производной. 1п . На фиг. 1 приведена схема диодного функционального преобразователя, на фиг,. 2 — график моделируемой функциональной зависимости.

Диодный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит операционный усилитель (ОУ) 1, резистор 2 обратной связи, п последовательно соединенных диодов 3«-3„, и пар масштабных резисторов 4,,-4„, и 4< -4„, и-1 дополнительных опорных диодов 52-5„, и и-1 делителей 62-6„ напряжений, содержащих масштабные резисторы

7« -7„, и 8,-8 „

Диодный функциональный преобразователь (фиг.1) работает следующим образом.

Первая диодная нелинейная ячейка (ДНЯ), выполненная на масштабных резисторах 4«, 4, и опорном диоде 3,, 1 включается при входном напряжении

U = О. При этом крутизна ее линейной характеристики на выходе ОУ 1 составляет

Каждая последующая i-я (< =2,3. ..д)

ДНЯ включается в узле Б . и выключах1 ется в узле Пx(При сопротивлениях R; и К;, плеч

< 1 < делителя 6, значительно меньших сопротивлений масштабных резисторов 4

Ф

< и (<; напряжение 2

U . - (-<)U — " - R"* — (11" (<1

R

1 < 62 пе е ачи i-ro р делителя 6, н апряжения.

Соответственно напряжение выключения П„(,„1i-й ДНЯ, определяемой i последовательно включенными опорны- 1 ми диодами 3,-3,, j-ми опорными диодами 5 и соотношением сопротивле1 ний R u R определяется из урав<2 нения (i-1iU + (U„,;„,f; — (i-1)UJ, *,,<(12

= iUð, (5) т.е, = (i1)U + — " " (6)

1 э R«+ К<2

«(<+< 1 + g R.

1 12

И,наконец, крутизна линейной характеристики включений i-й ДНЯ в интервале изменения аргумента U„, U„ < Б„,;,1

Rà

К, =eg ; = — — ° (7)

R< +К;

<1 12

Таким образом, определив из соотношения (4), сумму сопротивлений

R; + К < из формулы (7) и затем соотношение между сопротивлениями R;

<« и R из выражения (6) по наперед 2 заданным U, Uä,, КK, и U можем об е с печить к ус очн о-лин ейную аппр оксимацию функций как с убывающей, так и с возрастающей внутри заданного диапазона изменения аргумента U„ производной (фиг.2), Повьппенная термостабильность гарантируется, например, при открытых диодах 3, -3; и 52 5; и практически одинаковом изменении ьПр падения напряжения на этих диодах стабилизацией токов через масштабные резисторы 4,, -4< . Например, приращение тока через масштабный резистор 4; составит

b U — (i-1) aU 4П„ 2 К, к„ (8) !

390619

-Уу

-У00

-У

el »0

Ую

Увз Ь»

Составитель Н.Фирсов

Техред М.Ходанич

Редактор E.Ïàïï

Корректор Г.Решетняк

Заказ 1768/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т.е. оно зависит от изменения характеристик не всех, а только одного диода.

До включения i-и ДНЯ при U„ (U

5 температурная погрешность отсутствует вовсе.

Формула изобретения

Диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, резистор обратной связи, и последовательно согласно включенных опорных диодов и и пар последователь-. но соединенных масштабных резисторов, 1 причем общий вывод масштабных резисторов каждой i-й (где i=1,2,...,n) пары подключен к аноду соответствующего опорного диода, свободный вывод первого масштабного резистора первой пары является входом преобразователя, свободный вывод второго масштабного резистора первой пары соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом резисто-25 ра обратной связи, подключенного вторым выводом к выходу операционного усилителя, который является выходом преобразователя, катод первого опорного диода и неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности эа счет увеличения термостабильности, а также расширения функциональных воэможностей за счет воспроизведения функций как с возрастающей, так и с убывающей производной, в него введены (n-1) последовательно-согласно включенных дополнительных опорных диодовр(п-1) делителей напряжения, выполненных каждый на двух последовательно соединенных масштабных резисторах, общий вывод которых является выходом делителя напряжения, и свободные выводы первого и второго масштабных резисторов соединены соответственно с информационным входом преобразователя и шиной нулевого потенциала, выход каждого

j-го (где j =1,2,3,...,n-1) делителя напряжения подключен к свободному выводу первого масштабного резистора соответственно (i+ 1)-й пары, катод каждого j-го дополнительного диода соединен со свободным выводом второго масштабного резистора соответствующей i-й пары, свободным выводом второго масштабного резистора и-й пары соединен с анодом (n-1) -го дополнительного опорного диода.