Функциональный преобразователь

СОВЕТСНИХ ИСТИЧЕСКИХЛИН СОЮЗСОЦИАЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ 1руусе ьство ССС1971.тво СССРб 6 7/26,РАЗОВА- ренци- инключен о ре- элес выго опе- рующий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетелР 376777, кл. С 06 6 7/26,2. Авторское свидетельспо заявке 9 3271899,кл.б 01981 (прототип).(54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОТЕЛЬ, содержащий первый,диффальный операционный усилителвертирующий вход. которого пок первому выводу токозадающезистора и выходу нелинейногомента, вход которого соединеходом второго дифференциальнрационного усилителя, инверт вход которого является входом преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности путем увеличения входногосопротивления преобразователя, в него введены два двухполюсника, первыевыводы которых объединены и соединены с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного .усилителя, второй вывод первогодвухполюсника. соединен .с выходомвторого дифференциального операционного усилителя, второй вывод второгодвухполюсника соединен с шиной нулевого потенциала преобразователя,выход первого дифференциального операционного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистораи с неинвертирующим входом второгодифференциального операционного усилителя,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примене.но при конструировании преобразователей для получения нелинейных соотношений между входными и выходными сиг.налами.5Известен Функциональный преобразователь, содержащий источник преобразуемого напряжения, повторительнапряжения, входной резистор, нелинейный элемент, первый и второй диф ференциальные операционные усилитель, два резистора и делитель напряжения 13.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 15 функциональный преобразователь, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого через входной резистор соединен с первым входом устройства, а не инвертирующий - с шиной нулевого потенциала, и второй дифференциальный операционный усилитель, выход которого через нелинейный элемент соединен с инвертирующим входом пер". вого дифференциального операционного усилителя, выход которого соединен через резистор с первым входом устройства и с инвертирующим входомвторого дифференциального операционного усилителя, а через последовательно подключенные резисторы - с вторым .входом устройства, причем общая точка последовательно подключенных резисторов соединена с неинвертирующим входом второго дифференциального операционного усилителя )2).Для известных устройствхарактерно то, что входное сопротивление преобразователя недостаточно высокое для использования прямо на выходе 40 прецизионных измерительных приборов.Целью изобретения является повышение точности преобразования путем повышения входного сопротивления преобразователя. 45Поставленная цель достигается тем., что в функциональный преобразователь, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующийвход которого подключен к первому щ выводу токоэадающего резистора и вы" ходу нелинейного элемента, вход которого соединен с выходом второго диФФеренциального операционного усилителя, инвертирующий вход которогоявляется входом преобразователя, введены два двухполюсника, первые выводы которых объединены и соедине" ны с неинвертирующим входом первого дифференциального операционного уси" лителя, второй вывод первого двух О .полюсника соецинен с выходом второго диФференциального операционного уси" лителя, а второго двухполюсника - с шиной нулевого потенциала преобразователявыход первого дифференциаль ного операцибнного усилителя соединен с вторым выводом токозадающего резистора и с неинвертирующим входом второго дифференциального онерационного усилителя.На чертеже представлена блок-схе" ма функционального преобразователя.Преобразователь содержит первый и второй дифференциальные операционные усилители 1 и 2, нелинейный эле" мент 3, токозадающий резистор 4, первый и второй двухполюсники 5 и 6.Преобразователь работает следую" щим образом.Дифференциальный операционный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью через токоэадающий резистор 4, а на неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 1 подается напряжение смещения, снимаемое с выхода дифференциального операционного усилителя 1 при помощи комплексного делителя.Дифференциальный операционный усилитель 2 охвачен обратной связью через нелинейный элемент 3, токоэадающий резистор 4 и дифференциальный операционный усилитель 1.При приведенном включении, благодаря действию общей обратной связи, на неинвертирующем входе дифференциального операционного усилителя 2 создается напряжение (0), близкое к напряжению преобразуемого сигналах)0 а.) и-.Юа, (1) где 1 - напряжение между инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального операционного усилителя 2.Само напряжение ц определяется соотношением3 (2)Я кгде 0 - напряжение на выходе дифференциального операционногоусилителя 2;коэффициент усиления дифференциального операционногоусилителя 2.В функциональных преобразователяхнеобходимо, чтобы токчерез нелинейный элемент 3 соответствовалбы точно соотношению приложенного кпреобразователю напряжения 08 х и сопРотивления (К 4 ) токоэадающего резистора 4,Для определения значения указанного тока 1, который вообще определяется током (14) через токозадающий резистор 4 необходимо еще опре",делить значения напряжений на неинвертирующем входе (0) дифференциального операционного усилителя 1и значение напряжения между инвертирующим и неинвертирующим входами(5) Составитель Н. ЗайцевРедактор Л. Гратилло Техред И.Гайду корректор й. Ференц Заказ б 013/52 Тираж 70 б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дифференциалЬного операционного усилителя 1 ИНапряжение О определяется= 0, . (3)К 65+(6где " - сопротивление токозадающего 5резистора 61сопротивление токозадающегорезистора 5.Напряжение ( 1) между входами дифференциального операционного уси ливеля 1 определяетсяцс (4)1где К. - коэффициент усиления дифФеренциального операционного 15усилителя 1.На основе имеющихся соотношений (1) - (4) можно выписать значение тока 1 , равное току 1Оа К 61 Еа И-т а +К Ь.0,-1;Ь О -Ы - - о20кцэ, О 0,4ЪХф + К + КаКл %7+В ОЪ4аОь О+ ь)+ь .г; гг гт - ) 254Как видно из (5), ток через не- . линейный элемент 3 зависит от первой линейной части и второй нелинейной части (в общем случае напряжение О 30 нелинейно связано с преобразуемым ,напряжением ОВх )Выбирая коэффициент делителяи Й 6 равным значению"6Ф .15 +6й М 1(б) нелинейная составляющая тока 14 скомпенсируется и окончательног) (7) ток через нелинейный элемент опреде. ляется .линейно через преобразуемое напряжение, сопротивление токозадающего резистора и коэффициент усиления дифФеренциального операционного усилителя 1.Технико-экономический эффект заключается в том, что в предлагаемом преобразователе действительно достигается высокое входное сопротивление, определяемое входным сопротивлением дифференцмального операционного усилителя 2 в режиме повторителя. Дополнительно в предлагаемой схеме компенсируется нелинейная составляющая погрешности за счет того, что нелинейное напряжение на входе дифференциального операционного усилителя 2компенсируется нелинейным напряжением обратной фа,зы 0 .