SU855677A1

SU855677A1 - Function generator

Info

Publication number: SU855677A1
Application number: SU792855525A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Кузьменко
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5737
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-08-15

Description

Изобретение относитс к аналоговой вычислительной технике. Известен функциональный преобразователь , содержащий операционный усилитель, инвертор тока, Nn диодных ограничителей на операционных усилител х , масштабные резисторы, который осуществл ет кусочно-линейную аппроксимацию функций Cll Недостаток преобразовател - слож ность структуры. Наиболее близким по технической сущности вл етс функциональный преобразователь содержащий группу из п транзисторов, коллекторы которых объединены и вл ютс первым выходом преобразовател , п резисторо каждый из которых соединен с эмиттером соответствующего транзистора группы транзисторов, п источников опорного напр жени , соединенных с базами соо ветствующих тразисторов группы транзисторов , свободные выводы резисторов объединены и вл ютс вькодом пр образовател . Этот преобразователь осуществл ет кусочно-линейную аппро симацию функций, причем напр жени на базах транзисторов определ ют то ки излома, а эмиттерные резисторы наклон функции в точках излома. Обр зование излома передаточной характеристики происходит из-за выключени одного из транзисторов при примерном равенстве входного напр жени преобразовател напр жению опорного.источника (разница равна падению напр жени на эмиттерном переходе транзистора ) , При дальнейшем увеличении входного напр жени происходит поочередное выключение транзисторов,которые, по существу, включены параллельно друг другу и работают в схеме с общей базой L2. Недостатками этого преобразовател вл ютс ограниченные функциональные возможности, обусловленные воспроизведением функций только в одном квадранте, а также сложность структуры , св занна с применением источников опорного напр жени . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и упрощение структуры.преобразовател . Это достигаетс тем, что фун циональный преобразователь, содержащий группу из п транзисторов, коллектора которых объединены и вл ютс первым выходом преобразовател , п резисторов каждый из которых соединен с эмиттером соответствующего транзистора групThis invention relates to analog computing. A functional converter is known, which contains an operational amplifier, a current inverter, Nn diode limiters on operational amplifiers, large-scale resistors, which performs a piecewise linear approximation of Cll functions. The disadvantage of the converter is the complexity of the structure. The closest in technical essence is a functional converter containing a group of n transistors, the collectors of which are combined and are the first output of the converter, n resistors each of which are connected to the emitter of the corresponding transistor of the group of transistors, n reference sources, the groups of transistors, the free leads of the resistors are combined and are the code of the driver. This converter performs piecewise linear approximation of functions, with the voltage at the bases of the transistors determining the break currents and the emitter resistors the slope of the function at the break points. The breakdown of the transfer characteristic occurs due to the turning off of one of the transistors with an approximate equality of the input voltage of the converter to the voltage of the reference source (the difference is equal to the voltage drop at the emitter junction of the transistor). essentially connected in parallel with each other and working in a scheme with a common base L2. The disadvantages of this converter are limited functionality due to the reproduction of functions in only one quadrant, as well as the complexity of the structure associated with the use of reference voltage sources. The purpose of the invention is to expand the functionality and simplify the structure of the converter. This is achieved by the fact that a functional converter containing a group of n transistors whose collectors are combined and are the first output of the converter, n resistors each of which are connected to the emitter of the corresponding transistor group

пы транзисторов, дополнительно содержит дополнительную группу из т транзисторов , источник тока, и m дополнительных резисторов, каждый из которых соединен с эмиттером соответствующего транзистора дополнительной группы транзисторов, свободные выводы п-го основного и т-го дополнительного резисторов соединены с первым выводом источника тока, второй вывод которого соединен с шиной питающего напр жени , свободный вывод каждого из основных резисторов, кроме п-го, соединен с эмиттером следующего по номеру транзистора основной группы транзисторов , свободный вывод каокдого из дополнительных резисторов, кроме т-го, соединен с эмиттером следующего по номеру транзистора дополнительной группы транзисторов, эмиттер каждого из транзисторов основной и дополнительной групп транзисторов соединен с базой следующего по номеру транзистора этой же группы транзисторов, базы первых транзисторов основной и дополнительной групп транзисторов вл ютс , соответственно, первым и вторым входами преобразовател , коллекторы транзисторов дополнительной группы транзисторов объединены и вл ютс вторым выходом преобразовател .transistors, additionally contains an additional group of t transistors, a current source, and m additional resistors, each of which is connected to the emitter of the corresponding transistor of an additional group of transistors, the free terminals of the n-th main and r-th additional resistors are connected to the first output of the current source, the second pin of which is connected to the supply voltage bus; the free output of each of the main resistors, except for the nth, is connected to the emitter of the next main transistor according to the number of the transistor of the resistors, the free output of each additional resistor, in addition to the t-th, is connected to the emitter of the next additional transistor by the number of the transistor, the emitter of each of the transistors of the main and additional transistors of the same transistor group, the base of the first transistors of the main and an additional group of transistors are, respectively, the first and second inputs of the converter, the collectors of the transistors of the additional group of transistors are combined and are the second output of the converter.

На фиг. 1 приведена схема преобразовател , на фиг. 2 - его выходна характеристика.FIG. 1 shows a diagram of a converter; FIG. 2 - its output characteristic.

Преобразователь содержит основную группу 1 из п транзисторов 1,,...3 , дополнительную группу 2 из m транзисторов 2 ,. . . , 2, п основных 3 ,.. . 3fi и m дополнительных 4 , ., . , 4 резисторов , источник тока 5.The converter contains the main group 1 of n transistors 1 ,, ... 3, an additional group 2 of m transistors 2,. . . , 2, n main 3, ... 3fi and m are additional 4,.,. , 4 resistors, current source 5.

. Преобразователь работает следующим образом.. The Converter operates as follows.

При заземленном входе,:например втором, на первый вход подаетс входное напр жение Ugj. Если это напр жение положительно,то от источника тока 5 в резистор 3f ответвл етс больший ток, чем в резистор 4, . Это положительное приращение тока в группе 1 транзисторов передаетс на первый выход, в основном транзистором 1,, поскольку общий ток в остальных транзисторах 1,...1р определ етс номиналом резистора 3 и напр жением на эмиттерном переходе транзистора 1 а это напр жение слабо зависит от величиньд эмиттерного тока транзистора 1. По этой же причине отрицательное приращение тока в группе 2 транзисторов передаетс на второй выход, в основном транзистором 2 . При определенном положительном напр жении ток через транзистор 2 резко уменьшаетс , т.е. транзистор 2т выключаетс и при дальнейшем увеличении входного напр жени не оказывает вли ни на процессы, происход щие в преобразователе . В результате выключени With a grounded input: for example, the second, the input voltage Ugj is applied to the first input. If this voltage is positive, then a greater current is diverted from current source 5 to resistor 3f than to resistor 4,. This positive current increment in group 1 of transistors is transmitted to the first output, mainly transistor 1, since the total current in the remaining transistors 1, ... 1p is determined by the value of resistor 3 and the voltage across the emitter junction of transistor 1 and this voltage weakly depends from the magnitude of the emitter current of transistor 1. For the same reason, the negative current increment in group 2 of transistors is transmitted to the second output, mainly by transistor 2. At a certain positive voltage, the current through transistor 2 decreases sharply, i.e. transistor 2t is turned off and with a further increase in input voltage does not affect the processes occurring in the converter. As a result of shutdown

транзистора 2 на передаточной характеристике генератора по вл етс перва точка излома а (фиг. 2), измен юща наклон выходной функции, откладываемой на оси К. При дальнейшем увеличении входного напр жени Ug,, аналогичным образом происходит выключение всех остальных транзисторов дополнительной группы 2, конча транзистором 2. Каждое такое выключение приводит к по влению новой точки излома на передаточной характеристике генератора (точки б , Ь ,Ч фиг.2) , чем обеспечиваетс кусочно-линейна аппроксимаци требуемой функции. При воздействии на первый вход отрицательного напр жени U происходит поочередное отключение транзисторов 1„, If,. ,, 1 в группе 1the transistor 2 on the generator's transfer characteristic appears the first break point a (Fig. 2), which changes the slope of the output function laid on the K axis. With a further increase in the input voltage Ug ,, in the same way, all other transistors of the additional group 2 turn off, Finishing with transistor 2. Each such switching off leads to the appearance of a new break point on the generator's transfer characteristic (points b, b, H of Fig. 2), which provides a piecewise-linear approximation of the required function. When a negative voltage U is applied to the first input, alternating switching off of the transistors 1 ', If, occurs. ,, 1 in group 1

транзисторов, что обеспечивает кусочно-линейную аппроксимацию требуемой функции в отрицательной области входных сигналов (фиг. 2). Входные транзисторы 1 и 2 работают практически при неизменном токе в схеме с общим эмиттером, что обеспечивает высокое и слабомен ющеес от входного напр жени входное сопротивление преобразовател . Точки излома передаточной характеристики преобразовател определ ютс номиналами эмиттерных резисторов 3 , . . . 3 и 4 , . .., 4 напр жени ми на эмиттерных переходах транзисторов 1 , . . . , „ и 2 ,. . . , 2, а также величиной тока источника тока 5, что исключает необходимость использовани внешних источников опорного напр жени .transistors, which provides a piecewise linear approximation of the required function in the negative region of the input signals (Fig. 2). The input transistors 1 and 2 operate at almost the same current in the circuit with a common emitter, which ensures a high and impedance-less input voltage of the converter. The break points of the transfer characteristic of the converter are determined by the ratings of the emitter resistors 3,. . . 3 and 4,. .., 4 voltages on the emitter transitions of the transistors 1,. . . , " and 2 ,. . . , 2, as well as the magnitude of the current of the current source 5, which eliminates the need to use external sources of reference voltage.

Возможность воспроизведени функций в двух квадрантах существенно расшир ет класс функций, воспроизводимых предложенным преобразователем по сравнению с известным,, а исключение внешних источников опорного напр жени упрощает его структуру. Кроме того, реализаци предложенного преобразовател по дифференциальной структуре позвол ет повысить его входное сопротивление, упрощает его согласование с операционными усилител ми и уменьшает чувствительность к изменению напр жени источника питани .The ability to reproduce functions in two quadrants greatly expands the class of functions reproduced by the proposed converter as compared with the known, and the elimination of external sources of reference voltage simplifies its structure. In addition, the implementation of the proposed converter according to the differential structure increases its input resistance, simplifies its matching with operational amplifiers, and reduces sensitivity to changes in the voltage of the power source.

Claims

Invention Formula

Functional converter containing a group of n transistors, whose collectors are combined and in-. The first outputs of the converter, n resistors, each of which are connected to the emitter of the corresponding transistor of a group of transistors, are characterized in that, in order to expand the class of reproducible functions and simplify the structure, it contains an additional group of m transistors, a current source and m additional resis