SU926680A1 - Диодный фукциональный преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой ' вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и информационно—измерительной техники в случаях, когда требуется получить функциональио-гфеобразсеанные электрические сигналы.

Известны циоцные функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель и высокоомные делители входного и опорного напряжений [1].

Недостатком их является неудобство в настройке, так как они содержат сравнительно большое количество высокоомных резисторов.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является диодный функциональный преобразователь, содержащий резисторный делитель напряжения, один крайний вывод которого является входом преобразователя; общие точки резисторов через последовательно соединенные резисторы и диоды связаны со входом операционного усиштеля, в цепи обратной связи которого включен резистор, а выход этого операционного усилителя является выходом преобразователя [2].

Такой преобразователь содержит меньшее количество высокоомных резисторов, но имеет низкое входное сопротивление, пониженную точностью, так как с удалением от точки ввода сигнала коэффициент передачи делителя напряжения падает.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в диодный функциональный преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, резисторный целитель напряжения, первый крайний вывод которого является входом диодного функционального преобразователя, выводы резисторного целителя напряжения через соответствующие цепочки_λ последовательно соединенных масштабного*резистора и диода соединены со входом операционного усилителя, который через резистор обратной связи соединен с выходом операционного усилителя, яв»0 ляющимся выходом диодного функционального преобразователя, введен стабилизатор тока, включенный, между вторым крайним выводом резисторного делителя напряжения и источником опорного напряжения.

На фиг. 1 приведена структурная схема диодного функционального преобразователя; на фиг. 2 - закон распределения потенциала по длине резистивного целителя.

Диодный функциональный преобразователь содержит резисторный целитель напряжения 1.₄ ...In , масштабные резисторы 2< ...2п , диоды 3ι... Зп .стабили- 1$ затор 4 тока, операционный усилитель 5, резистор 6 обратной связи, вход 7 преобразователя, источник 8 опорного напряжения, выход 9 преобразователя.

Диодный функциональный преобразователь (ДФП) работает следующим образом.

При условии In,;. & , где Гд ί.

Rji. - сопротивления соответствующих резисторов Ι; и 21 соответственно, схема описывается уравнениями

.. Ру---(Ц-Р_А -К_Г1о) <

L-1 t^f Zl ' согласно которым ^L где Rs - сопротивление резистора 6 обратной. связи;

- число открытых диодов 3;

К

Кр_;К₍ - коэффициенты передачи напряжения и тока на участке аппроксимации К, К+1.

Динамическое входное сопротивление ДФП выражается формулой где символом 11 обозначены сопротивления пара'ллельных соединений; диоды предполагаются идеальными.

В качестве стабилизаторов тока могут использоваться усилительные каскады ОЭ (общий эмиттер) с фиксированным смешением, генераторы стабильного тока на операционных усилителях и другие известные устройства такого.типа.

Прямая 1 (фиг. 2) соответствует случаю, когда входной сигнал равен нулю, при этом все диоды закрыты отрицательными падениями напряжения на сопротив35

926680 4 пениях резисторного целителя напряжения за счет протекающего по ним тока стабилизатора Io .С увеличением входного сигнала прямая 1 перемещается параллельно самой себе ( линия 2), при этом часть запирающих напряжений меняет знак и диоды поочередно срабатывают, замыкая входные цепи операционного усилителя. Прямая 3 соответствует сцучаю, когда стабилизатор тока отсутствует, при этом входное напряжение передается резисторным целителем в точки целения лишь частично и коэффициент передачи быстро снижается.

Использование стабилизатора тока, имеющего высокое выходное сопротивление, увеличивает динамическое входное сопротивление диодного функционального преобразователя и устраняет ослабление сигнала в целителе, повышает точность.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к аналоговой : вычислительной технике и может 6ь1ть нспользовано в устройствах автоматики и информашюнно измерительной техники в случваа., когда требуетс  подучить функционально-гфеобразованные электрические сигналы. Известны циооные функциональные преобразователи , соавржащиё операционный усилитель и высокоомные аелители вхопг ного и опорного напр жений I. Недостатком их  вл етс  неудобство в настройке, так как они содержат сравнительно большое количество высокоомньсс резисторов. Наиболее близким к предлагаемому техшческим решением  вл етс  диодный функциональный преобразователь, содержащий резисторный делитель напр жени , один крайний вывод которого  вл етс  входом преобразовател  общие точки резисторов чер последовательно соединенные резисторы и диоды св заны со входом операционного уситтел , в цепи обратной св зи которого включен резистор, а выход этого операционного усилител  $юл етс  выходом преобразовател  12. Такой преобразователь содержит меньшее количество высокоомных резисторов, но имеет низкое входное сопротивление, понижет1нук) точностью, так как с удалением от точки ввода сигнала коэффициент передачи делител  напр жени  падает. Цель изобретени  - повышение точности преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в диодный функциональный преобразователь , содержащий источник опорного напр жеии51 , резисторный де1штель иа пр жени ,, первый крайний вывод которого  вл етс  входом диодного функционального преобразовател , выводы резнеторного де лител  напр жени  через соответствующие цепочки последовательно соединенных масштабного резистора и диода соединены со входом операционного усилител , который через резистор обратной св$1зи соединен с выходом операционного усилител ,  вл$пощимс  выходом оиодного функционального преобразовател , ввецен стабилизатор тока, включенный, межцу вторым кра{К ним вьшоцом резисторного целител  напр жени  и источником опорного напр жени . На фиг. 1 приведена структурна  схема диодного функционального преобразовател ; да фиг. 2 - закон распределени  потенциала по длине резистивного делите л . Диодный функциональный преобразователь содержит резисторный делитель напр жени  1. ...In , масштабные резибторы 2 ...2п , диоды 3i... 3 ,стабилизатор 4 тока, операционный усилитель 5, резистор 6 обратной св зи, вход 7 преобразовател , источник 8 опорного напр жени , выход 9 преобразовател . Лиоцный функциональный преобразователь (ДФП) работает следующим образом. При условии . « Rii. , где Kgi - сопротивлени  соответствующих резисторов It, и 21 соответственно, схема описывае;рс  уравнени ми ., Ру---( -Kflo). . n,:R5-I.- L:1 согласно которым Ра ,Й1-К,Й:).и,г, где - сопротивление резистора 6 сбратной; св зи; К - число открытых вдоцов 3; , - коэффициенты передачи напр жени  и тока на участке аппро ксимации К, К+1. . Динамическое входное сопротивление ДФП выражаетс  формулой Rex Rii//Ria//...//R24 | 1 j гце символом 11 обозначены сопротивлени  параллельных соединений; циоды предполагаютс  идеальными. В качестве стабилизаторов тока могут использоватьс  усилительные каскады ОЭ (общий эмиттер) с фиксированным смешением , генераторы стабильного тока на операционных усилител х и другие известные устройства такого, типа. Пр ма  I (фиг. 2) соответствует случаю , когда входной сигнал равен нулю, при этом все циоды закрыты отрицательными падени ми напр жени  на сопротивлени х резисторного делител  напр жени  за счет протекающего по ним тока стабилизатора 1о .С увеличением входного сигнала пр ма  I перемещаетс  парал- лельно самой себе (лини  2), при этом часть запирающих напр жений мен ет знак и диоды поочередно срабатьюаюг, входные цепи операционного усилител . Пр ма  3 соответствует случаю, копда стабилизатор тока отсутствует, при этом входное напр жение передаетс  резисторным целителем в целени  лишь частично и коэффициент передачи быстро снижаетс . Использование стабилизатора тока, имеющего вьюокое выходное, со противление , увеличивает динамическое входное сопротивление диодного функционального преобразовател  и устран ет ослабление сигнала в целителе, повышает точность. , Формула изобретени  Диодный функциональный преобразователь , содэржаший опорного наЬр жени , резисгорный цешгель напр жени , первый крайний вывоа которого  вл етс  вхоцом аиоцного.функционального преобразовател , ьывоцы режсгорного целител  напр жени  через соответствующие цепочки последемвагельно соединенных масштабного резистс а и сщоаа соединены с бхоцом операционного усилител , который через резистор обратной св йи соецинен с выходом операционного усилител , Фл ющимс  выходом диодного функционального преобразовател ,, отличающи йс   тем, что, с целью повышени  точности преобразрвагепЯ,. в него введен стабилизатор тока, включенный между вторым крайним вьюодом резисторного делител  напр жени  и источником опорного Hanpspжени , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Смолов В, Б. Аналоговые вычислительные машины. М., Высша  школа, 1972. .
2. 2. АнисимовБ. В., Голубкин В. Н. Аналоговые вычислигельиые магшины. М., Высша  щкола, 1971, с. 139 (прототип ).