Функциональный преобразователь

) (И) ц 06 Я 7/26 ОПИСА ЗОБРЕТЕНИЯИТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свицетельство СССР Ъ 376777, кл, Я 06 С 7/56, 1971.2, Авторское свицетельство СССР М 450194, кл. б 06 С 1 7/26, 1973 (прототип).(54) (57) фуНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, соцержащий первый циф. ференциапьный усилитель, инвертирующий вхоц которого соецинен с первыми вывоцами первого и второго масштабных резисторов, а неинвертирующий вхоц - с первыми вывоцами третьего и четверто го масштабных резисторов, вторые вывоцы первого и третьего масштабных резисторов являются соответствующими вхоцами прЬобразователя, и второй циф.- ференциальный усилитель, инвертирую щий вхоц которого поцкпючен к первому вывоцу нелинейного элемента и к перв(м му вывоцу пятого масштабного резистора, отличающийся тем,что,с целью повышения точности он соцержит цва частотно-зависимых цвухпопюсника, причем второй вывоц пятого масштабнсьго резистора поцключен к выхоцу второго цифференпнапьного усилителя, а вторые вывоцы нелинейного элемента, а также второго и четвертого масштабных резисторов поцсоецинены соответственно к выхоцу первого ц 1 Рференпиапьного усипи .теля, к шине нулевого потенциала и к выхоцу второго цифференпиапьного уси лителя, частотно-зависимые цвухпойюь3 ники включены послецоватецьно межцу выхоцом первого цнфференциапьного уси лителя и шиной нулевого потенниапа, а С их общий вывоц поцключен к неинвертирующему вхоцу второго цифференциапьного усилителя, выхоц первого цифференннапьного усилителя является выхоцом преобразователя.С 2),50Так как )о = , то пацение напряжения на обоих резисторах оцинаковоЦ- О - 0, -Оц(3)гце 0 - выхоцное напряжение циффъ.55 ренниапьного усипитепя 1;3 о- напряжение на вхоце 10.Спецоватепьно,ОЗ=2 О -О,о= О 6-О 06(4)1086Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть применено при конструировании преобразователей цпя получения нелинейных соотношений межцу вхоцными и выхоцными сигналами;Известны функциональные преобразователи, содержащие цифференциальный усилитель, в обратной связи которого вкшочен нелинейный элемент, опрецеляющий характеристику преобразования, Качест-1 О во йреобраэования зависит от характеристик применяемых элементов и от глубины обратной связи. Дпя повышения точности преобразования, особенно на высоких частотах, иногца используют 15 совместное включение нескольких усилителей ЯНецостатком таких преобразователей является относительно низкая точность.Наиболее близким к изобретению 20 является функциональный преобразователь, соцержащий первый цифферендиапьный усилитель, поцкпюченный инвертирующим вхоцом к первому вхоцному и третьему резисторам, а неинвертирующим вхоцом - 25 к второму вхоцному и к четвертому резисторам соответственно второй цифференциапьный усилитель, йеавертирующий вхоц которого поцкпючен к общей шине, а к инвертирующему вхоцу поцкпючен нелинейный узел 2Такой преобразователь также обпацает нецостаточно высокой точностью. Цепью изобретения является повышение точностие35Поставленная цель цостигается тем, что функциональный преобразователь, соцержащий первый цифференциапьный усилитель, инвертирующий вхоц которого40 соецинен с первыми вывоцами первого и второго масштабных резисторов, а неинвертирующий вхоц - с первыми вывоцами третьего и четвертого масштабных резисторов, вторые вывоцы первого45 и третьего масштабных резисторов являются соответствующими вхоцами щ)еобраэоватепя, и второй цифференциапьный усилитель, инвертирующий вхоц которого поцкпючен к первому вывоцу нелинейного элемента и к первому вывоцу пятого масштабного резистора, сдержит цва частотно-зависимых цвухпопюсника, причем второй вывоц пятого масштабного резиоторапоцкшочен к выхоцу второго цифференциального усилителя, а вторые выВоцы нелинейного эпемента, а также вто - рого и четвертого масштабных резисторов поцсоецинены соответственно к выхоцу первого цифференциапьного уупитепя, к шине нупевого потенциалаи к выхоцу второго цнфференциапьногоусипитепя, частотно-зависимые цвухпопюоиики вкпючены поспецоватепьно межцувыхоцом первого цифференциапьного уси)щтепя и шиной нулевого потенциапа, аих общий вывоц поцкпючен к неинвертирующему вхоцу второго дифференциального усилителя, выхоц первого цифференциапьного усилителя является выхоцом преобразователя.На чертеже прецставпена схеа предлагаемого функционального преобразоватепя.Преобразователь соцержит второйцифференциапьный усипитепь 1, пятыймасштабный резистор 2, непинейныйэлемент 3 первый цифферен;иапьныйусилитель 4, первый масштабный резистор 5, поцкпюченный к входу 6, второймасштабный резистор 7, шину 8 нупного потенциала, третий масштабный резистор 9, поцкпюченный к вхоцу 10,четвертый масштабный резистор 11 ичастотно-зависимые цвухпопюсники 12и 13,Функциональный преобразователь работает спецующим образом,Дифференциа)ьные усилители 1 и 4охвачены отрицательной обратной связьючерез резистор 1 1 и нелинейный элемент 3, Напряжения межцу инвертирующими и неинвертируюпами вхоцами усилителей 1 и 4, близкие к нулю, обозначим 1 и 1. соответственно.Пусть сопротивления резисторов 2,5,7,9 и 11 имеют оцинаковые значения 1,2 Я 179 1фНалряженце на инвертирующем вхоцециД)еренпиапьного усипитепя 4Й ОО.агце 06 - напряжение на вхоце 6,напряжение на другом вхоце усипитепя 4(8) гце 42 пацение напряжения на нелинейном элементе 3;15хх 4 - коэффициент усиления по напряжению усилителей 1 и 4. Из формул (6) (7) и (8) получаемИ4 ф 2 Й К 4+2 Погрешность преобразования ( Д ) и ет значение Ъ02 2 К, К,К 42 Е Если выполнить условие 2124 КК К 4 КФК 4 ме то нелинейная составляющая тока 1 равна нулю и 1 Н зависит от разащК К 442 04 КК 442Из уравнения (.9) слецует, чтопреобразованный ток зависит толькоот разности вхоцных напряжений 0би 0(о и от пацения напряжения на нелинейном элементе 3. О н и в принципе независит от общего сигнала на вхоцепреобразователя.Достижение цели объясняется симмеэричной схемой. вхоцной части преобразовйтеля. Действительно, цопустим, что цнфференциальный усилитель 1 имеет цостакточно малое выхоцное сопротивлениефнапряжение на выхоце этого усилителяне зависит прямо от вхоцных нанряжений преобразователя и оба вхоцных напряжения поступают на вхоцы цифференииального усилителя 4 через оцинаковыецелители напряжения, состоящие из паррезисторов 5 и 7 и 9 и 11.Нелинейную составляющую тока, которая зависит от величины напряженияна нелинейном элементе 3, можно полпостыл скомпенсировать, ввеця в схемупреобразователя цополнительную обратную связь. Для этого в схему ввеценыцва частотно-зависимых цвухполюсника 12 и 13, как это показано на чертежеПусть сопротивления цвухполюсников 12и 13 соответственно 7,1 и 25.1 ЯВНИИПИ Заказ 2254/Филиал ППП К 4-4 4 -4 К К 4 К 4-2 К 4, (13) Выбирая сопротивле от частоты щую тока с требуемые зависимости ний цвухпопюсников 12 и 13можно нелинейную составпаоомпенсировать в широком астот. При этом сохраняетсяициент ослабления общего циапазоне ч высокий коэфф З 5 сигнала Технике-экономический эффект изобретения заключается в том, что в прьобразователе цостигается высокое по цавление общего вхоцного сигнала, опрецеляемое точностью соотношений вхоц ных резисторов. При современной тех нологии можно получить коэффщиент ослабления общего сигнала в поряцке 45 80 100 цВ. Кроме того, в цанном преобразователе компенсируется нелинейная составляющая погрешности за счет того, что 50 нелинейная составляющая напряжения компенсируется нелинейным напряжениемобратной связи, которое цано на неинвертирующий вхоц усилителя 1, тем самымпогрешность преобразования на высоких 55 частотах (цо 100 кГц) пацает ниже0,01%.47 ТиРаж 699 Подписноег.узгород,.ул.Проектная, 4 3 1086444 4 Почти такоеже напряжение на масштаб- Дополнительная обратная связь влияетна работу преобразователя слецующим4= (,) образом. Формулы (1),(2),(4),(5),(6) и ток через нелинейный элемент 3 : и (7) остаются в силе, а вместо (8) Н к 26-О 1 о 4 2 Е 4 4 - 4 4 ф4 с 4о-"ь -Д ; и ток через нелинейный элемент 7г10