Функциональный преобразователь
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскик
Социапистическин
Ресиубпкн пп752377
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63 ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 18.07.78 (2! ) 2648436/18 24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет
Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28
Дата опубликования описания 01,08.80 (5l)М. Кл, Gr 06 5 7/26
Воударотненный комитет
СССР ле делам наабретеннй и открытий (53) УДК681.335 (088.8) А. А. Кравченко, И. С, Кудренко, Ю. И. Бургутин, Нгуенг Ба Шау, В. А.Фернандес и И. В. Флейшман (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (7l) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к области ана- логовой вычислительной техники.
Известен универсальный функциональный преобразователь, содержащий входной и выходной инверторы, резистивный делитель входного напряжения, компараторы, коммутирующие устройства, управляемые ключи на полевых транзисторах и сопро тивления, задающие крутизну и смешение каждого участка аппроксимации, реализующий кусочно-линейную аппроксимацию фукций 1 .
Его недостатком является сложность настройки, осуществляемой заменой резисторовв.
Наиболее близким техническим решением является преобразователь, содержа« щий инвертор с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход ко;, торого через второй масштабный резистор соединен со входом преобразователя и первыми входами компараторов, вторые входы компараторов подключены K соот ветствуюшим в тводам реэистивного делителя напряжения, включенного между вьеходом источника опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, выход каждого компаратора подключен к управляющим входам соответствующей пары управляемых ключей, выходы которых соединены с инвертируюшим BxodoM выходного операционного усилителя с третьим масштабным резистором в цепи обратной связи, неинвертирующий вход выходного операционно о
ro усилителя через балансировочный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через четвертый масштабный резистор — со средним выводом потенциометра балансировки напряжения, подклю15 ченного к выходам источника опорного напряжения, ртнвертирующий вход выходного сумматора через переменный масштабный резистор соединен со входом преобразо20 ватель, вход первого управляемого клточа кажибай пары управляемых ключей через токозадаюший резистор соединен со средним выводом соответствующего потенциометра установки напряжения смешения.
3 752 подключенного к выходам источника. опорного напряжения, а вход второго управляемого ключа соединен со средним выводом соответствующего потенц иометра задания крутизны через входной масштабный Э 5 резистор, первый вывод каждого потенциометра задания крутизны соединен с выходом инвертора, а второй вывод - co входом преобразователя P2)
его существенным недостатком является сложность, обусловленная применением большего количества ключей на полевых транзисторах.
Цель изобретения - упрощение устройства.
Это достигается тем, что в функциональном преобразователе, содержащем и ключей, делитель напряжения, инвертор, вход которого является входом преобразователя, г потенциометров задания крутизны подключенных неподвижными контактами ко входу и выходу инвертора, П резисторов задания крутизны, подключенных к подвижным контактам потенциометра задания крутизны, источник опорного напряжения, подключенный средним выводом к шине нулевого потенциала, Р +1 потенциометров задания напряжения смещения, подключенных неподвижными контактами к выходам источника опорного напряже» gp ния, n+ 1 резисторов задания напряжения смещения, подключенных к подвижным контактам потенциометров задания напряжения смещения, выходной операционный усилитель, неинвертирующий выход которого соединен со свободным выводом
A +1 резистора задания напряжения смещения и через балластный резистор с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход — с выходами ключей и через пере- 4р менный входной резистор — со входом преобразователя, между выходом выходного операционного усилителя, являющимся выходом преобразователя и его входом включен резистор обратной связи, г компара- 45 торов, подключенных первыми входами ко входу инвертора, вторыми входами — к выходам делителя напряжения; включенного между шиной нулевого потенциала и выходом источника опорного напряжения, а BbIxoABMH - к управляющим входам ключей, вход каждого ключа соединен со свободными BbIBollBMH соответствующих ему по номеру резистора задания крутизны и резистора задания напряжения смещения.
На чертеже приведена схема функционального преобразователя, 377 4
Функциональный преобразсватель с держит инвертор 1, источник 2 опорного напряжения, делитель напряжения 3, гг компаратордв 4,1,... 4г,,гг +1 потенциометров задания напряжения смещения
5< „,. 5<+ А потенциометров задания, гО крутизны 6,... b,гг+1 резисторов зада« ния напряжения смещения 7„,... 7„
Л " О 4! резисторов задания крутизны 8,.. °
8г, ключей 9„,... 9п, балластный резистор 10, выходной операционныи усилитель 11, резистор обратной связи 12, входной переменный резистор 13.
Преобразователь работает следующим образом.
Входное напряжение подается на пер. вые входы каждого иэ компараторов
4,г — 4гг, а на вторые входы подаются опорные напряжения U 0,1,..., Ог-г от делителя напряжения 3, задающие положение узлов аппроксимации.
При О „< О гг все компараторы
4 .....4> йаходятся в состоянии, при котором все ключи 9,... 9г закрыты, и выходное напряжение операционного усилителя ll равно
О = 0 +Ь вых o ea
Ко= л о
К вЂ” сопротивление резистора. 12 обратной связи;
Ц» сопротивление переменного
1 входного резистора 13;
- напряжение начального смео щения, задаваемое потенциоме тром 5 гг+ и резистором 7 .г,г и 10.
При U<)LJ yUg выходной сигнал компаратора 4 4 открывает ключ 9 и выходной сигнал преобразователя можно записать в следующем виде где К вЂ” коэффициент, определяемый по4 ложением среднего вывода по»тенциометра 6 и величиной сопротивления входного резистора 8, 5 „- напряжение смещения, определяемое положением среднего вывода потенциометра 5 А и величиной сопротивления токозадающего резистора 74
Аналогична работа преобразователя на следующих участках линейной аппроксимации при U ЪО )О О гО О йг 4 ВХ Зг "
О „ u „>О„
П
5 7523 где h — количество линейных участков аппроксимации.
Число участков аппроксимации воспроизводимой функции выбирается в зависимости от требуемой точности преобразования.
Преобразователь может воспроизводить функции монотонно возрастающие, монотонно убывающие, а также функции имеющие перегибы и разрывы. 10
В качестве компараторов 4„„...4,, инвертора 1 и выходного операционного усилителя можно, например, использовать интегральные операционные усилители, а в качестве ключей — полевые транэисто- 1S ры.
Предлагаемый преобразователь имеет при одинаковом количестве участков аппрсжсимации в два раза меньше ключей, чем известный, что позволяет упростить 2р еГо структуру и снижение стоимости.
Формула изобретения
Функциональный преобразователь, содержащий г ключей, делитель напряжения, инвертор, вход которого является входом преобразователя, Ъ потенциометров задания крутизны, подключенных неподвижными контактами ко входу и выходу инвертора, A резисторов задания крутизны, подключенных к подвижным контактам потенциометров задания крутизны, источник опорного напряжения, полключенньй средним выходом к шине нулевого потенциала, 3s (Il+1) потенциометров задания напряже77 6 ния смещения, подключенных неподвижми контактами к выходам источника опорного напряжения, (0+1) резисторов задания напряжения смещения, подключенных к подвижным контактам потенциометров задания напряжения смещения, выходной операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен со свободным выводом (A +1)-го резистора задания напряжения смещения и через балластный резистор с шиной нулевого потенциала, инвентирующий вход - с выходами ключей и через переменный входной резистор — со входом преобразователя, между выходом выходного ойерационного усилителя, являющимся выходом преобразователя и его входом включен резистор обратной связи, A компараторов, подключенных первыми входами ко входу инвертора, вторыми входами - к выходам делителя напряжения, включенного между шиной нулевого потенциала и выходом источника опорного напряжения, а выходами — к управляющим входам ключей, отличающийся тем, что, с целью упрощения структуры, вход каждого ключа соединен со свободными выводами соответствующих ему по номеру резистора задания крутизны и резистора задания напряжения смещения, Источники информации, принятые во HHRMaHHe при экспертизе
1. Патент США ¹ 3622700, кл. 235-197, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 5 98092, кл. G- 06 С - 7/2 6, 1 978 (прототип) .
