Функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08,1275 (21) 2197727/18-24

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл.

06 7/26 с присоединением заявки ¹2300556/18-24 (23) Приоритет (43) Опубликовано 150578.Бюллетень %18

Гоойднротнокный номнтот

Соната Мнннотров СССР по долам наобрвтнннй н открытий (53) УДК681. 335. 813 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 26.04.78

P2) Авторы изобретения

A.Ã.ÁóðHê и Ю.Я.Никулин (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике.

В системах автоматического управления, вычислительн и технике, телемеханических системах, а также в изме- 5 рительных информационных системах находят широкое применение функциональные преобразователи.

Известен функциональный преобразователь, который содержит операционный 10 усилитель с резисторами в цепи обратной связи, параллельно которому включены шунтирующие цепочки из последовательно включенных стабилитронов и резисторов. Каждая шунтирующая цепоч- l5 ка содержит сглаживающий фильтр, включенный между точкой соединения стабилитрона с резистором и точкой нулевого потенциала (1).

Такой преобразователь воспроизво- 20 дит только монотонные функции с невысокой точностью. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий 25 выходной сумматор, масштабные резисторы, операционные усилители, две группы стабилитронов, аноды стабилитронов первой группы через первый разделительный диод соединены с выходом первого 3о операционного усилителя и через первый масштабный резистор, — с входом второго операционного усилителя, а катоды стабилитронов второй группы через второй разделительный диод соединотйы с выходом третьего операционного усилителя и через второй масштабный резистор — с входом четвертого операционного усилителя 21 .

В предложенном преобразователе, с целью повышения точности, выход второго операционного усилителя через первый входной масштабный резистор со.единен с входом первого операционного усилителя, выход которого через тоетий масштабный резистор соединен с входом второго операционного усилителя и через второй входной масштабный:резистор — с входом выходного сумматора, к которому через третий входной масштабный резистор подключен также. выход четвертого операционного--усилйтеля, входы второго и четвертого операционных усилителей соответственно через четвертый и пятый входные масштабные резисторы соединены с входом преобразователя, выход третьего операционного усилителя через четвертый масштабный резистор соединен с входом четвер.того операционного усилителя, катод

607234 каждого стабилитрона первой группы соединен с входом второго операционного усилителя через соответствующий масштабный резистор первой группы и через соответствующий масштабный резистор второй группы — с первым выводом шестого входного масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу четвертого операционного усилителя, анод каждого стабилитрона второй 0 группы соединен с входом четвертого операционного усилителя через соответствующий масштабный резистор третьей группы и через соответствующий масштабный резистор четвертой группы — с первым выводом седьмого входного масш- 15 табного резистора,.второй вывод которого подключен к выходу второго операционного усилителя.

Принципиальная схема описываемого преобразователя приведена на чертеже.

Функциональный преобразователь содержит выходной сумматор, выполненный на усилителе 1 с резистором 2 в обратной связи, операционные усилители 36 с соответствующими резисторами об- 25 ратной связи 7.-10, две группы стабилитронов 11 -11 и 12 -12н, четыре группы масштабнйх резйсторов 13 -13,, 14 -14<, 151-15к, 161 -1бя, разделительные диоды 17,, 18, входные масштабные 30

1 резисторы 19-26, масштабные резисторы 27-30.

Стабилитронами первой 11 и второй

12 групп устанавливаются участки аппроксимации заданной нелинейной харак-35 теристики соответственно для отрицательной и положительной полярностей входного сигнала.

Четырьмя группами масштабных резисторов 13-16 устанавпиваются наклоны 40 участков аппроксимации и необходимый ток для компенсации скачка выходного сигнала в момент перехода на новый участок аппроксимации. Масштабными резисторами 28 и 29 грубо устанавливается коэффициент обратной связи в

45 зависимости от минимальной крутизны.

Иасштабными резисторами 27 и 30 устанавливаются наклоны начальных участков аппроксимации соответственно для отрицательной и положительной полярнос- 50 тей входного сигнала.

Разделительный диод 17 обеспечивает работу стабилитронов 11 первой группы при отрицательной полярности входного сигнала, исключая работу ста- билитронов при положительной полярности. Разделительный диод 18 обеспечивает работу стабилитронов 12 второй группы при положительной полярности входного сигнала, исключая работу стаби- 60 литронов при отрицательной полярности.

Функциональный преобразователь работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала сигнал на выходе равен нулю. При наличии входного сиг- 65 нала положительной пслярности преобладающей цепью прохождения сигнала является операционный усилитель б, у которого на начальном участке устанавливается масштабным резисторов 30 величина, обратной связи такой, чтобы суммарный сигнал на входе усилителя 1 соответствовал требуемому наклону начального участка. При этом коэффициенты обратной связи усилителей 4 и б, устанавливаемые масштабными резисторами 28 и 29, выбираются минимальными.

При наличии входного сигнала, обеспечивающего.падение напряжения на масштабном резисторе 30, соответствующее пробою первого стабилитрона ВТорой группы 12л и переходу на участок большей крутизны, пробивается указанный стабилитрон, который обеспечивает подключение резистора 15 параллельно резистору 30. При этом полное сопротивление цепи обратной связи уменьшается, вследствие чего коэффициент обратной связи увеличивается, что приводит к переходу на новый участок аппроксимации.

Кроме того, подается сигнал на вход компенсации операционного усилителя

4 по следующей цепи: выход усилителя

5, разделительный диод 18, стабилитрон 121, резистор 161, вход компенсации операционного усилителя 4, что приводит к компенсации скачка выходного сигнала в момент перехода на новый участок аппроксимации.

При наличии входного сигнала, обеспечивающего падение напряжения на масштабном резисторе 30, соответствующее пробою второго стабилитрона второй группы 12 и переходу на участок меньшей крутизны, пробивается стабилитрон 12, который обеспечивает подачу сигнала на вход компенсации операционного усилителя 4 по следующей цепи: выход операционного усилителя 5, разделительный диод 18, стабилитрон 12, резистор 16, вход компенсации усилителя 4, что приводит к перехбду на- новый участок аппроксимации. При этом изменение коэффициента обратной связи в усилителе б происходит незначительно, так как сопротивление резистора

15 велико. При дальнейшем увеличении входного сигнала последовательно пробиваются стабилитроны 12э-12 второй группы. Преобразователь при этом работает аналогично.

При наличии входного сигнала отрицательной полярности преобладающей цепью прохождения сигнала является усилитель 4, у которого на начальном участке устанавливается величина обратной связи резистора 27 такой, чтобы суммарный сигнал на входе усилителя 1 соответствовал требуемому наклону начального участка.

607234

В дальнейшем переключение стабилитронов первой группы 111-11 происходит аналогично. описанному принципу переклю чения стабиг.. тронов 12> -12 „.

Преобразователь позволяет повысить точность воспроизведения функций в любом квадранте для двух полярностей входного сигнала.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, масштабные резисторы, .операционные усилители, две группы стабилитронов, аноды стабилитронов первой группы через первый разделительный диод соединены с выходом первого операционного усилителя и через первый масштабный резистор— с входом второго операционного усилителя, а катоды стабилитронов второй группы через второй разделительный диод соединены с выходом третьего операционного усилителя и через второй масштабный. резистор — с входом четвер- 25 того операционного усилителя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в нем выход второго операционного усилителя через первый входной масштабный резистор со- 30 единен с входом первого операционного усилителя, выход которого через третий масштабный резистор соединен с входом второго операционного усилителя и через второй входной масштабный резистор — c входом выходного сумматора, к которому через третий входной масштабный резистор подключен также выход четвертого операционного усилителя, входы второго и четвертого операционных усилителей соответственно через четвертый и пятый входные масштабные резисторы соединены с входом преобразователя, выход третьего операционного усилителя через четвертый масштабнЫЙ Резистор соединен с входом четвертого операционного усилителя, катод каждого стабнлитрона первой группы соединен с входом второго операционного усилителя и через соответствующий масштабный резистор второй группы — с первым выводом шестого входного масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу четвертого операционного усилителя, анод каждого стабилитрона второй группы соединен с входом четвертого операционного усилителя через соответствующий масштабный резистор третьей группы и через соответствующий масштабный резистор четвертой группы — с первым выводом седьмого входного масштабного резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго операционного усилителя.

Источники информации„ принятые во ,внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 386405, кл. Q 06 С 7/26, 1970.

2. Смолов В.Б. Диодные функциональные преобразователи. Изд. Энергия, Л., 1967, с. 88-92.

607234

Составитель О. Сахаров

Техред М. Борисова Корректор С.Гарасиняк

Редактор A. Бибер

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проект: †.. =:,. 4

Закаэ 2585/37 Тираж 826 Подписное

ЦНИИПИ ГосудаРственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.„ д. 4/5