Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для функционального преобразования электрических сигналов переменного тока. Целью изобретения является повьшение точности за счет уменьшения влияния обратных сопротивлений диодов и расширение функциональных возможностей за счет получения несимметричного разностного выхода. Функциональный преобразователь содержит дифференциальный операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включены четьфе вьтрямительных диода и два масштабных резистора, образз ющие схему диодно-резистивного моста. Третий масштабный резистор, компенсируняций диод, четвертьй, пятый и шестой масштабные резисторы и шину нулевого потенциала. Кроме того, функциональный преобразователь может быть дополнен вычитателем, образующим несимметричный выход. Достижение поставленной цели обеспечивается благодаря введению в преобразователь . трех масштабных резисторов, двух выпрямительных и одного компенсирзгющего диода с соответствующими связями. 2 ил. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 06 С 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3883477/24-24 (22) 12.04. 85 (46) 23.06. 88. Бюл. У 23 (71) Омский завод электрических точных приборов "Электроточприбор" (72) Ю.С.Мальцев и В.Д.Шевченко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 273532, кл. G 06 G 7/26, 1970.

Авторское свидетельство СССР, У 1354212, кл. G 06 G 7/25, 1983. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для функционального преобразования электрических сигналов переменного тока. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния обратных сопротивлений диодов и расши„„SU„„1405078 А 1 рение функциональных возможностей за счет получения несимметричного pas ностного выхода. Функциональный преобразователь содержит дифференциальный операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включены четыре выпрямительных диода и два масштабных резистора, образующие схему диодно-резистивного моста, третий масштабный резистор, компенсирующий диод, четвертый, пятый и шестой масштабные резисторы и шину нулевого потенциала. Кроме того, функциональный преобразователь может быть дополнен вычитателем, образующим несимметричный выход. Достижение поставленной цели обеспечивается благодаря введению в преобразователь . трех масштабных резисторов, двух выпрямительных и одного компенсирующего диода с соответствующими связями. 2.ил.

1405078

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть применено в устройствах автомаг. тики и вычислительной техники, предназначенных для функционального преобразования электрических сигналов переменного тока.

Цель изобретения — повьппение точности за счет уменьшения влияния об ратных сопротивлений диодов и расширение функциональных возможностей за счет получения несимметричного разностного выхода.

На фиг ° l приведена схема функцио- 15 нального преобразователя, выполняющего функцию "идеальный диод", на фиг.2схема функционального преобразователя с несимметричным выходом, дополнительно выполняющего функцию форми- 2р рования модуля входного сигнала.

Функциональный преобразователь (фиг.l) содержит дифференциальный операционный усилитель 1, в цепь 2

1 обратной связи которого включены первый, второй, третий и четвертый выпрямительные диоды 3"6 соответственно и первый 7 и второй 8 масштабные резисторы, образующие схему диоднорезистивного моста. Функциональный преобразователь содержит также третий масштабный резистор 9, компенси рующий диод 10, чатвертый, пятый и шестой масштабные резисторы 11-13 со; ответственно, вход 14, выходы 15 и ( 16, шину 17 нулевого потенциала.

Функциональный преобразователь согласно фиг.2 включает в дополнение к функциональному преобразователю 18, 0 выполненному согласно фиг.l, вычитатель 19, входы которого соединены соответственно с выходами 15 и 16 блока 18. Выход вычитателя 19 является общим выходом 20 преобразователя. Вы- 5 читатель 19 может быть выполнен, в .частности, в виде операционного уси,лителя 21, неинвертирующий вход которого служит одним из входов вычитателя 19. Усилитель 21 охвачен отрицательной обратной связью с помощью масштабных резисторов 22 и 23. Инвертиру ощий вход усилителя 2I через масштабный резистор 22 соединен с выхо-. дом повторителя 24 напряжения, вход которого служит вторым входом вычитателя 19.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Входной электрический сигнал в виде напряжения переменного тока прикладывается к входу 14 преобразователя (фиг.l). Выходной сигнал усилителя 1 в течение одной полуволны входного сигнала (положительной) проходит через диоды 4 и 6 и резисторы 8 и 9 на шину нулевого потенциала. При этом с выхода 16 снимается полезный сигнал. С общего вывода резисторов 8 и 9 снимается часть сигнала, которая в виде напряжения отрицательной обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя l. При этом коэффициент передачи преобразователя определяется соотношением сопротивлений резисторов 8 и 9.

В течение второй полуволны входного сигнала (отрицательной) выходной сигнал усилителя 1 проходит чераз диоды 3 и 5 и резисторы 7 и 9. При этом на выход 15 проходит полезный сигнал. С общего вывода резисторов 7 и 9 снимается часть сигнала, которая в виде напряжения отрицательной обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 1. При этом коэффициент передачи преобразователя определяется соотношением сопротивлений. резисторов 7 и 9. Если выбрать сопротивление резистора 7 равным сопротивлению резистора 8, то коэффициенты передачи преобразователя в течение обоих полупериодов будут рав« ны друг другу и определяться сопротивлением резистора 9.

Одновременно с указанными процессами при положительной полуволне входного сигнала ток с выхода усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 6, резистор ll прямое сопротивление компенсирующего диода 10 и резистор 12 на шину нулевого потенциала. Падение напряжения на резисторе 12 приложено к катоду диода 3 положительной полярностью. Положительное выходное напряжение с выхода 16, деленное делителем, образованным резисторами 8 и 9, приложено через резистор 7 к аноду. диода 3.

Если выбрать сопротивление резистора 11 равным сопротивлению резистора

9 и учесть, что падение напряжения на диоде 4 практически равно падению напряжения на диоде 10, то можно счи- тать, что разность потенциалов на выводах диода 3 практически равна нулю, поэтому в течение положительной полу1405078 волны напряжения на выходе усилителя

1 обратный ток через диод 3 не протекает и не попадает в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 °

Аналогичным образом при отрицатель5 ной полуволне входного сигнала выходной ток усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 5, прямое сопротивление диода 10, резисторы 11 и 13. Падение. напряжения отрицательной полярности, снимаемое с резистора 13, приложено к аноду диода 4.

Выходное напряжение с выхода 15 отрицательной полярности, деленное резис- 15 торами 7 и 9, через резистор 8 приложено к катоду диода 4. Если выбрать сопротивление резистора 13 равным сопротивлению резистора 9, а также учесть, что сопротивления резисторов

7, 8 и 11 равны между собой, то можно сказать, что разность потенциалов на диоде 4 практически равна нулю, обратный ток не протекает через диод

4 и не попадает в цепь отрицательной 25 обратной связи усилителя 1. Таким образом, функциональный преобразователь согласно фиг.1 выполйяет функцию

"идеальный диод".

Функциональный преобразователь согласно фиг.2 работает следующим образом.

Однополупериодный выходной сигнал преобразователя 18 положительной полярности с выхода 16 поступает на не-, 35 инвертирующий вход вычитателя 19 и : передается на общий выход 20 преобразователя. ОднополупериодньпФ выходной сигнал отрицательной полярности с выхода 15 поступает на инвертирующий вход вычитателя 19, инвертируется и передается на выход 20. Если соотношением сопротивлений резисторов установить коэффициенты передачи для отрицательной и положительной полуволн равными, то на выходе 20 будет формироваться сигнал, пропорциональный модулю входного сигнала.

Формула и з обретения

Функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом преобразователя, а инвертирующий вход подключен через первый и второй масштаб" ные резисторы к первым выводам соответственно первого и второго встречно направленных выпрямительных диодов и через третий масштабный резистор к шине нулевого потенциала, общие выводы первых и вторых масштабных резисторов и выпрямительных дио" дов являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности за счет уменьшения влияния обратных сопротивлений диодов, в него введены третий и четвертый выпрямительные диоды, которые включены последовательно и согласно между вторыми выводамн первого и второго выпрямительных диодов, последовательно соединенные четвертый масштабный резистор и компенсирующий диод, и пятый и шестой масштабные резисторы, первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, второй вывод пятого масштабного резистора подключен к общему выводу . первого и третьего выпрямительных диодов и свободному выводу компенсирующего диода, а второй вывод шестого масштабного резистора — к общему выводу второго и четвертого выпрямительных диодов и свободному выводу четвертого масштабного резистора, общий вывод третьего и четвертого выпрямительных диодов подключен к выходу дифференциального операционного, усилителя.

1405078

Составитель А.Маслов

Техред М.qндык Корректор А.Обручар

Редактор В.Петраш

Заказ 3 107/54

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Toñóäàðñòíåèíîão комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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