Функциональный преобразователь

 

О П И С А Н И Е (ц 557387

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 24.11.75 (21) 2192131/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.77. Бюллетень № 17 (46) Дата опубликования описания15.07.77 (51) М. Кл.е 60б 67/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нэооретеннй и открытий (53) УДК 681.335.813 (088.8) (72) Авторы изобретения А. В. Лотоцкий, А. М. Прутт, Ю. К. Ануфриев и Ю. М. Нейдлин (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано при решении ряда задач методами аналогового моделирования, а также в качестве ограничителя по минимуму, линеаризую- . щего звена и в составе других устройств систем 5 обработки информации.

Известны функциональные преобразователи, содержащие масштабный усилитель с вклю. ченным во входную цепь нелинейным элементом, выполненным в види диодно-резистивной или трап- -!О зисторно-резистивной схемы..Такой преобразователь обладает существенным температурным дрейфом характеристики из-за дрейфа р-и переходов, входящих в нелинейный элемент, в то же время схемные приемы температурной компенсации приво- 15 дят к усложнению схемы и увеличению ее объема f1).

Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь (2), содержащий операционный .усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого 20 через первый входной масштабный резистор соединен со входом преобразователя, и инвертор с резистором в цепи обратной связи, вход которого соединен с первым выводом второго входного масштабного резистора. 25

Недостатком такого преобразователя является сложность схемы и большое количество входящих в него элементов.

В предложенном преобразователе, с целью упрощения, второй вывод второго входного маспттабного резистора соединен со входом операционного усилителя.

На фиг. 1 приведена схема предложенного функционального преобразователя, а на фиг. 2 и 3 — варианты его построения для воспроизведения различных характеристик. На фиг. 4, 5 и 6 показаны воспроизводимые характеристики.

Функциональный преобразователь (фиг.1) содержит операционный усилитель 1 с масштабным резистором 2 в цепи обратной связи, вход которога через первый входной масштабный резистор 3 соединен со входом преобразователя, и инвертор 4 с масштабным резистором в цепи обратной связи 5, вход которого соединен со вторым входным масштабным резистором 6.

Преобразователь. на фиг. 2, кроме укаэанных элементов, содержит третий входной масштабный резистор 7, а на фиг. 3 -- второй резистор обратной связи 8.

Преобразователь работает следующим образом.

557387

ll

К

10 вне указанного участка:

1Ь R +3 1+

Из теории усилителей - обратной связью следует, что при входных сигналах функционального преобразователя, находящихся по величине в предел в + нз лах от — в- - до, сигнал на входе

2. 2. усилителя 1 и, соответственно, на выходе фу и ционального преобразователя практически равен нулю.

При входнь|х сигналах, лежащих вне указанньи пределов, усилитель 1 входит в насьпцение, обрат. ная связь по сигналу разрывается и коэффициент передачи функционального преобразователя опре- . деляется отношением:

Вприведенных соотношениях Rg, Rq< Rq и Йз соответственно обозначают сопротивления резисторов 5, 6, 2 и 3, Е и Eq — уровни ограничения выходного сигнала усилителя 1.

Характеристика функционального преобразователя приведена на фиг. 4.Г1оложение1точек излома на характеристике преобразователя и коэффициен его-передачи за пределами "эоны нечувствитель ности" допускают регулировку в широких пределах. Практические замеры, произведенные на образцах микросхемы 1УТ531 показали, что относительное изменение величины "зоны нечувствительности" в диапазоне температур +50 С не превышают 1%, коэффициент передачи вне "зоны нечувствительности" — не изменяется, Отсутствие

"скругления" характеристики вблизи точек излома, стабильность характеристик и реализация предлагаемой схемы на унифицированных элементах современной радиоэлектроники и аналоговой техники — инвертирующих операционных усилителях обеспечивают воэможность широкого применения предлагаемого функционального преобразователя.

Положение точек излома на характеристиках, приведенных на фиг; 2 и 3 схем, определяется по тем же формулам, что и для схемы фиг. 1. Коэффициент передачи преобразователей может быть определен по формулам.

Схема фиг. 2 на участке между точками излома: за пределами указанного участка.

Схема фиг. 3 на участке между точками излома: V3

Х, и + 8в

Характеристики преобразователей фиг. 2 и 3 приведены на фиг. 5 и б соответственно.

Параллельным, последовательным или комбинированным включением усилителей и резисторов, входящих в преобразователь, может быть построен. широкий ряд функциональных преооразователеи. с разнообразными характеристиками передачи.

Формула зобрет ения

- Функциональный преобразователь,-содержащий операционный усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, вход операционного усилителя через первый входной масштабный резистор соединен со входом преобразователя, и инвертор с масштабным резистором s цепи обратной связи, 85 вход инвертора соединен с первым выводом второ ° го входного масштабного резистора, о т ли ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, в нем второй вывод второго входного масштабного резистора

40 соединен со входом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Кори Г., Кори Т. "Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины" М.

Мир, 1967, гл.б; с.272-282.

2. Вычислительная техника. Подред. Хаски Г.

Кори Г., М., Энергия, 1964, ч. 3-3 с. 198-208, 557387

"Ьi

84!Х фиг. Ю

Составитель О. Сахаров

Техред И дсталщд

Корректор С, Шекмар

Редактор И. Марховская

Заказ 849/60

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная, 4

Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий

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