SU430390A1

SU430390A1 - DIODE FUNCTIONAL CONVERTER

Info

Publication number: SU430390A1
Application number: SU1879968A
Authority: SU
Original assignee: А. Ю. Аржененко, Н. Г. Балабсшко , Ю. В. Горбатов; Московский ордена Ленина авиационный институт Серго Орджоникидзе
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1973-01-29
Publication date: 1974-05-30

Description

1Изобретение относитс к области аналоговой вычислительной техники.The invention relates to the field of analog computing.

Известны диодные функциональные преобразователи , содержащие операционный усилитель , к входу которого подключены выходы диодно-резисторных элементов, входы последних подсоединены к источнику, входного сигнала и отрицательному зажиму источника двухнол рного опорного напр жени , а между выходом операционного усилител и выходами диодно-резисторных элементов включен резистор . Погрешность известных преобразователей обусловлена температурным изменением характеристик полупроводниковых диодов.Diode function converters are known that contain an operational amplifier, the inputs of which are connected to the outputs of diode-resistor elements, the inputs of the latter are connected to the source, the input signal and the negative terminal of the source of the two-linear reference voltage, and there is a resistor between the output of the operational amplifier and the outputs of the diode-resistor elements . The error of the known converters is due to temperature changes in the characteristics of semiconductor diodes.

С целью повышени точпости предлагаемый диодный функциональный преобразователь содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого подключен к входу операционного усилител , а катод соединен с общей точкой диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы - с шиной отрицательного опорного напр жени ; обща точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоединена к общей точке первого и второго резисторов.In order to increase the accuracy of the proposed diode functional converter contains two series-connected diodes, the third and fourth resistors and the input diode, the anode of which is connected to the input of the operational amplifier, and the cathode is connected to the common point of the diode-resistor elements and connected in series to the third and fourth resistors tire negative reference voltage; The common point of the third and fourth resistors through series-connected diodes is connected to the common point of the first and second resistors.

На чертеже приведена схема предлагаемого цреобразовател .The drawing shows the scheme of the proposed transformer.

К входу операциоппого усилител 1 подключен анод входного диода 2 и входной резистор 5. Катод диода 2 соединен с выходами двухвхсдовых диодно-резисторных элементов , содержащих резисторы 5i-5„ иThe input of the diode 2 and the input resistor 5 is connected to the input of the operative amplifier 1 and the cathode of diode 2 is connected to the outputs of two-diode diode-resistor elements containing 5i-5 resistors and

,,, точки соединений которых подключены к анодам диодов 7i-7„ . Выходами диодно-резисторных элементов вл ютс катоды диодов . Выход операционного усилител / через резистор 8 обратной св зи,,, the connection points of which are connected to the anodes of the diodes 7i-7 ". The outputs of the diode resistor elements are the cathodes of the diodes. The output of the operational amplifier / through a resistor 8 feedback

соединен с выходами двухвходовых диоднорезисторных элементов 1-4,. Точка соединени третьего и четвертого резисторов 9 н 10 подключена к катоду диода 11, анод которого подключен к катоду диода 12, а анод диода 72connected to the outputs of two-input diode-resistor elements 1-4 ,. The connection point of the third and fourth resistors 9 n 10 is connected to the cathode of the diode 11, the anode of which is connected to the cathode of diode 12, and the anode of the diode 72

соединен со средней точкой делител напр жени 13, содержащего первый и второй резисторы 14 и 15. Свободные выводы резисторов 4 н 15 подключены к шпне нулевого потенциала и к шине 16 положительного онорногоA voltage divider 13 containing the first and second resistors 14 and 15 is connected to the midpoint. The free terminals of the resistors 4 and 15 are connected to the zero potential pin and to the bus 16 of the positive switch

напр жени соответственно. Шины отрицательного опорного напр жени и входного нанр жени обозначены соответственно /7 н 18. Схема работает следующим образом. Иредположим, что диоды 7;-7„ , пснользуемые в диодно-резисторных элементах и входной диод 2 имеют одинаковый температурный коэффициент si и одинаковую температуру с диодами 11 и 12 (например, в диодных интегральных матрицах). Тепловыеvoltage respectively. Tires of the negative reference voltage and input voltage are respectively / 7 n 18. The circuit works as follows. It is unlikely that diodes 7; -7 ", ps used in diode-resistor elements and input diode 2, have the same temperature coefficient si and the same temperature with diodes 11 and 12 (for example, in diode integrated arrays). Thermal

влени в полупроводниковых диодах привод т к сдвигу вольт-амперной характеристики диода по оси папр жений. Так как современные операционные усилители обладают малым входным током (10-20 на) и большим коэффициентом усилеци по напр жению (до 160 дб), то потенциал нхода операционного усилител / можно считать равным нулю, а ток, протекающий через диод 2, нмеет посто нную величину, определ емую отношением напр жени на положительной шине опорного напр жени +L: к сопротивлению резистора 3. Следовательно, при равенстве температуры и температурпых коэффициентов напр жепи токи, протекающие через диоды 7i-7„, не завис т от изменений температуры диодов . Падение напр жени на диоде 2 приводит к изменению выходного напр жени С/у, что компенсируетс выбором сопротивлепий резисторов 3, 9, 10, 14 и 15 из услови U,n (То) и,-2 (TO) 0, где AUу - изменение выходного напр жени д2 (То), дп (То)-напр жени на катодах диодов 2 Я 11 соответственно при температуре То; RZ, R&, RQ - сопротивлени резисторов 5, 5 и Р соответственпо . Изменение температуры диода 2 приводит к изменению падени напр жепи на пем и, следовательно, к изменению выходного пап-р жени и у. Это компенсируетс выбором сопротивлепи резисторов 9, 10, 14 и 15 из услови е,АГ- (82 -ei) АГгде 82 - температурный коэффициент напр жени точки соединени резисторов Р и /О и катода диода //. Напр жение на выходе диодного функционального преобразовател , параметры схемы которого выбраны так, что выполн ютс услови (1) и (2), не зависит от изменений температуры диодов 7i-7„. Предложенна схема компенсации температурной погрешности диодного функционального преобразовател может быть использована дл диодных функциональных преобразователей , содержащих диодно-резисторные элементы в цени обратной св зи онерационного усилител . В случае нодключени к входам диодно-резисторных элементов отрицательного сигнала можно исиользовать предложенную схему компенсации температурной погрещности диодного функционального преобразовател , изменив пол рность в-ключени диодов и источников опорного напр жени на противоположные . Предмет изобретени Диодный функциональный лреобразователь , содержащий операционный усилитель, вход которого подключен через входной резистор к щине положительного опорного напр жени , выход операционного усилител через резистор обратной св зи соединен с общей точкой двухвходовых диодно-резисторных элементов , подключенных своими входами к шинам входного и отрицательного опорного напр жений , а между шиной положительного опорного напр жени и шиной нулевого потенциала включен делитель напр жени из последовательно включенных первого и второго резисторов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он содержит два последовательно включенных диода, третий и четвертый резисторы и входной диод, анод которого подключен к входу операционного усилител , а катод соединен с общей точкой двухвходовых диодно-резисторных элементов и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы - с щиной отрицательного опорного напр жени ; обща точка третьего и четвертого резисторов через последовательно включенные диоды присоедипена к общей точке первого и второго резисторов.The phenomena in semiconductor diodes lead to a shift in the current-voltage characteristic of the diode along the axis of the capacitances. Since modern operational amplifiers have a low input current (10-20) and a large voltage gain (up to 160 dB), the potential of the output of the operational amplifier / can be considered equal to zero, and the current flowing through diode 2 is constant the value determined by the ratio of the voltage on the positive reference voltage bus + L: to the resistance of the resistor 3. Therefore, when the temperature and temperature coefficients are equal, the voltages flowing through the diodes 7i-7 "do not depend on the temperature changes of the diodes. The voltage drop across diode 2 causes the output voltage C / y to change, which is compensated by the choice of resistors of resistors 3, 9, 10, 14 and 15 from the condition U, n (That) and, -2 (TO) 0, where AUy - the change in the output voltage d2 (To), dn (That) is the voltage across the cathodes of diodes 2 and 11, respectively, at a temperature To; RZ, R & RQ are the resistances of resistors 5, 5 and P, respectively. A change in the temperature of diode 2 leads to a change in the voltage drop on the letters and, consequently, to a change in the output p and p. This is compensated by the choice of resistors 9, 10, 14 and 15 of the condition, AG- (82 -ei) AGGde 82 - the temperature coefficient of voltage of the junction point of the resistors P and / O and the cathode of the diode //. The output voltage of the diode function converter, whose circuit parameters are chosen so that conditions (1) and (2) are fulfilled, does not depend on temperature changes of the diodes 7i-7 ". The proposed scheme for compensating the temperature error of a diode functional converter can be used for diode functional converters containing diode-resistor elements in the feedback of an operational amplifier. In the case of connecting to the inputs of the diode-resistor elements of the negative signal, you can use the proposed scheme for compensating the temperature tolerance of the diode function converter by changing the polarity of the connection of the diodes and the sources of the reference voltage to the opposite ones. The subject of the invention. A diode functional converter containing an operational amplifier, whose input is connected through an input resistor to a positive-voltage busbar, the output of an operational amplifier is connected to a common point of two-input diode-resistor elements connected by its inputs to the input and negative reference buses through a feedback resistor. voltages, and between the bus of the positive reference voltage and the tire of zero potential, the voltage divider is connected in series the first and second resistors, characterized in that, in order to improve accuracy, it contains two diodes in series, a third and fourth resistors and an input diode, the anode of which is connected to the input of the operational amplifier, and the cathode is connected to the common point of the two-input diode-resistor elements and through successively connected third and fourth resistors with a negative negative voltage; the common point of the third and fourth resistors through series-connected diodes is attached to the common point of the first and second resistors.