SU922797A1 - Функциональный преобразователь - Google Patents

Description

(54) ФУНЩИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к аналого вой вычислительной технике.

Известен диодный функциональный преобразователь, содпржащий операционный усилитель, выход которого  вл етс  выходом преобразовател ,,ре- зистор обратной св зи, включенный между инвертирующим входом и выхо- дом операционного усилител / п диодно-резисторных элементов, каждый из которых выполнен на коммутирующем дирде и двух резисторах, соединенных одними, выводами с анодом коммутирующего диода, свободные выводы входных резисторов диоДно-резйсторных элементов соединень и  вл ютсй входом преобразрвател , свободный вывод второго входного резистора каждого из диодно-резиаторных элементов соединен с шиной отрицательного опорного напр жени , катод коммутирующего диода кДддого диоднорёзисторного элемента соединен с инвертирующим входом операционного усилител  LI .,

Недостатком такого преобразовател   вл етс  относительно низка  точность и сложность регулировки/ обусловленные сум1-1ированием харйк-.

теристик диодно-резисторных элементов .1

Наиболее близким техническим решением  вл етс  функциональный преобразователь , содержащий операционный усилитель, выход которого  вл етс  выходом преобразовател , резистор обратной св зи, включенный между инвертирующим входом и выхо10 дом операционного усилител , п диодно-резисторных элементов, каждый из которых вьшолнен на коммутирующем диоде и двух входных резисторах, соединенных одними выводами между

15 собой, вторые выводы первого входного резистора каждого , диодно-резисторного элемента соединены и  вл ютс  входом преобразовател , катод когФ утируювдаго диода каждого

20 диодно-резисторного элемента соединен с неинвертирующим входом операционного усилител ; (. анод - с общим выводом первого и второго входных резисторов 2 4

25

Claims (2)

1. Недостатком известного преобразовател   влйетс  относительно низка  точность обусловленна  малой величиной и нестабильностью входного тока операционного усилител , который должен втекать в его неинвертирующий вход дл  обеспечени  работоспособности преобразовател . Цель изобретени  - повгдаение точ ности функционального преобразовател .. Поставлепна  цель достигаетс  тем, что функциональный преобразова тель, содержащий операционный усилитель , выход которого. вл етс  выходом преобразовател , резистор об .ратной св зи, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилител , п диодно-резисторных элементов, каиэдый из которых выполнен на кош/ утиру1ощем диоде и, двух входных резисторах,, соединенных одними выводами между собой, вторые выводы первого входного резистора каждого диодно-резисторного элемента соединены и  вл ютс  входом .преобразовател , катод коммутирующего диода каждого диодно-резисторного элемента соединен с неинвертирующим входом операционного усилител , дополнительно содержит резисторный делитель напр жени , нагрузочный резистор, а в каждом диодно-резисторном элементе - комму тирующий транзистор, коллектор которого подключен к шине коллекторного напр жени , эмиттер - к аноду ког мутирующего диода., а база - к об щему выводу первого и второго входных резисторов,, второй вывод втЬро .го входного резистора каждого диодно-резисторного элемента соединен с соответствующим выводом резисторного делител  напр жени  вклтеченного между шиной опорного напр ;5сени  и шиной нулевого потенциала, нагрузоч ный резистор включен между шиной нулевого потенциала и неинвертирующим входом операционного усилител . На чертеже приведена схема преобразовател . Преобразователь содержит операционный усилитель 1, резистор 2 обратной св зи, п диодно-резисторных элементов 3 каждый из которых выполнен на кo iмyтиpyIoщeм диоде 4,..., 4у|, первом 5,...., Sn и втором б-,,,.., Gn входнык резисторах и коммутирующем транзисторе 7/1 ,..., 7, реэисторный делитель 8 напр жени , выполненный на резисторах 8,..., 8р, и нагрузочный резистор 9.Преобразователь работает следующим образом. При отсутствии входного напр жени  УХ все коммутирующие транзисторы 7 ,. . . , 7 п и диоды 4 , . . , , 4 I, диодно-резисторных элементов 3 ,. . 3 п закрыты. По мере увеличени  вход ного напр жени  открываетс .транзистор 1 и диод 4/1 элемента 3. По тенциал на неинвертирующем входе и на выходе операционного усилител  1 увеличиваетс  в соответствии с первы1 1 участком аппроксимаций воспроизводимой функции. При этом, можно подобрать величины сопротивлений резисторов 8,..., 8 ц делител  О напр жени  так; чтобы потенциал на базе транзистора 7 Q измен лс  с большим (по модулю) смещением- и производной ,- чем на базе транзистора 7. При достижении потенциала на базе транзистора 7 Q величины большей,чем величина потенциала .на базе транзистора 7, транзистор 7г2 и диод г открываютс , а транзистор 7 и диод 4., закрываютс . Потенциал на неинвертирующем входен на выходе операционного усилител  1 при этом измен етс  в соответствии с вторым участком аппроксимации воспроизводимой функции. При достижении потенциала на базе транзистора 7i2, транзистор 7 и диод 4j открываютс ,-а тран-... зистор 7t2 и диод 4(j закрываютс . Потенциал на неинвертирующем входе и на выходе операционного усилител  1 при этом измен етс  в соответ- ; ствии с третьим участком аппроксимации моделируемой функции. Аналогично работают остальные диодно-резисторные элементы 34,..., Зр. На каждом участке аппроксимации воспроизводимой функции работает только один диодно-реэисторный элемент 3, и соответственно только один коммутирующий т.ранзистор 7 и диод 4, через эмиттерно-коллектор«ые цепи которых и нагрузочный ре- :зистор 9 протекает ток от источника коллекторного напр жени . Сопротивление нагрузочного резистора выбираетс  из услови  работы всех транзисторов 7-|,. . ., 7, и диодов .,.., 4f, на линейном участке вольтамперных характеристик. Таким образом входна  характеристика преобразовател  на каходом 1-м участке аппроксимации воспроизводимой функции формируетс  эмиттерным .повторителем образованным транзистором , диодом 4 и нагрузочным резистором. 9. При этом входной ток операционного усилител  1, на котором реализован буферный повторитель напр жени , может быть бесконечно малым и иметь произвольное направление , а вли ние его нестабильности на точность преобразовател  существенно уменьшаетс . Это св зано с тем, что ток, .протекающий через нагрузочный резистор 9, может на несколько пор дков превышать входной ток операционного усилител  1, Величина сопротивлени  нагрузочного резистора 9 может выбиратьс  достаточно малой при сохранении высокого входного сопротивлени  преобразовател , определ емого ВХОДНЕЛМИ резисторами 6.,..., 6, 5,..., 5п, благодар  высокому рходному сопротивлению эмиттерных повторителей, реализуемых на транзисторах 7,.., ,7 Следует отметить/ транзисторы 7. ,,..., 7 в преобразователе сочетают функцию усилени  с функцией коммутации, что позвол ет использовать щедлагаемый преобразователь без коммутирующих диодов 4,.,., 4„ В этом случае работа преобразовател  обеспечиваетс  за счет запирани  всех транзисторов 7-,,..., 7, / кроме одного, на базе которого имеетс  наибольшее напр жени  за счет отрицательной обратной св зи по цепи эмиттер-база. Сохранение коммут рующих диодов 4,..., 4 в схеме преобразовател  способствует снижению требований к транзисторам 7 ,.. 7, по максимальному допустимрый напр жению на переходе эмиттер-база. Таким образом, благодар  использованию усилительнЕк свойств коммутирующих транзисторов предлагаемый ;преобразователь имеет более высокую точность, чем известный. Кроме того, дополнительным преимуществом  вл етс  расширение класса воспроизводимых функций за счет возмож- ности применени  логической операно и наименьшего из сигналов. При этом схема преобразовател  отличает с  лишь типом примен ег-шх транзисто ров. Формула изобретени  Функциональный преобразователь, содержсшшй операционный усилитель,вы ход которого  вл етс  выходом преобразовател , резистор обратной св зи , включенный между инвертирующим входом и вЕдсодом операционного уси лител , п длодно-резисторных элементов , казкдый из которых выполнен на коммутирующем диоде и на двухвходных резисторах, соединенных одними выводами между собой, вторые выводы первого входного резистора каждого диодно-резисторного элемента соединены и  вл ютс  входом преоб- разовател , катод коммутирующего диода каждого диодно-резисторного элемента соединен с неинвертирующим входом опергщионного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, он содержит резисторный делитель напр жени , нагрузочный резистор, а в каждом диодно-резисторном элементе - коглмутирующий транзистор, коллектор которого подключен к шине коллекторного напр жени , эмиттер - к аноду коммутирующего диода, а база - к общему выводу первого и второго входных резисторов, второй вывод второго входного резистора каходого диоднорезисторного элемента соединен с соответствующим выводом резисторного делител  напр жени , включенного между шиной опорного напр хсени  и шиной нулевого потенциала, нагрузочный резистор включен между шиной нулевого потенциала и неинвертир1пощим входом операционного усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 268754, кл. G 06 G 7/26, 1970.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2798938/18-24, кл. G 06 G 7/26, 1979 (прототип).