Функциональный преобразователь

ФеЬееэнавв Вфрвфвв ак е екввсаа фраетека евЕА(22) Заявлено 07.08. 73 (21) 1952909/с присоединением заявки М 51) Л7/26 сударственныи комит овета Министров ССС по делам изобретенийи открытий 23) П итет бликовано 15,11. 74.Бюллетеньта опубликования описания 17 О К 681.335, 81(71) Заявитель 4) фУНКНИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 5 О Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено, например, при конструировании прео разователей с нелинейной обратной связью,При проектировании преобразователей для реализации разных функциональных зависимостей между входом и выходом устройства широко применяются дифференциальные усилители с нелинейным элементом в цепи обратной связи, причем инвертируюший вход усилителя подключен через входной резистор к одной клемме преобразова.- теля, а неинвертируюший вход усилителя подключен к шине нулевого потенциала и к другой входной клемме преобразователя,Недостатком таких функциональных преобразователей являются низкая точность преобразования при высоких частотах преобразуемого сигнала иза уменьшения глубины обратной связи преобразователя на высоких частотах. Уменьшение обратной связи приводит к увеличению нелинейной составляющей напряжения некомпенсации на входе усилителя, т.е. к увеличению погрешности за счет ее нелинейной составляющей,Предложенный преобразователь с целью повышения точности содержит дополнительный дифференциальный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, второй входной резистор и дополнительный резистор, включенный между выходом дополнительного дифференциального усилителя и его неинвертирующим входом, который соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и выходом преобразователя; инвертируюший вход дополнительного дифференциального усилителя через второй входной регистор соединен со вторым входом преобразователя.Блок-схема предлагаемого преобраз ователя приведена на чертеже.Между первым входом 1 и инвертирующим входом 2 дифференциального усилителя 3 включен первый входной резистор 4. Между инвертируюшим входом 2 и выходом дифференциального усилителя 3 включен нелинейный элемент 5. Между вторым входом 6 и инвертируюшим входом 7 дополнительного дифференциального усилителя 8 включен второй входной резистор 9. Меж(5) ду входом 7 и выходом дополнительного усилителя 8 включен резистор 10 обратной связи. Неинвертируюший вход дополнительного усилителя 8 присоединен к инвертируюшему входу 2 дифференциального усилителя 5 3 и через дополнительный резистор 11 - к выходу усилителя 8. Неинвертируюший вход усилителя 3 подключен к шине 12 нулевого потенциала. Выходом преобразователя может служить, например, выход нелинейного 10 элемента 5.Работает преобразователь следующимобоазом.Приложенное ко входу 6 напряжение У со 1 здает во втором входном резисторе 9 ток15 2 (1))Ягде е - напряжение некомпенсации между20 входами 7 и 2 усилителя 8; е - напряжение некомпенсации на входе 2 дифференциального усилителя 3 К - сопротивление второ 9го входного резистора 9.Предположим, что входные сопротивления усилителей 8 и 3 больше равных сопротивлений резисторов 9, 10, 11, 4 и не будем учитывать для простоты входные токи уси - лителей,Тогда выходное напряжение дополнительного усилителя 8 (3 выражается черезВток (, и сопротивление В резистора1 10 10 обратной связив + е + е . (2)В 1 10 1 2С учетом соотношений (1) и (2), равенства сопротивлений К и Б.У =-3+2 Е +2 Е . (Л)В 1 1 2Дифференциальный усилитель 3 действует как сумматор относительно тока , соз 2 данного входным напряжением Ц на ре 2 зисторе 4 и относительно тока , соз3 данного напряжением У на дополнительВ ном резисторе 11.(4)4где Я - напряжение некомпенсации диф 2ференциального усилителя 3 на его входе2: К - сопротивление входного резисто 4ра 4. Токвыражается: У 8-Е . -Ч,+2 Е,+Е где Е - напряжение некомпенсации усили 1теля 8;- напряжение некомпенсации усили 2теля 3:111-сопротивление дополнительногорезистора 11,Суммарный ток в. нелинейной цепи обратной связи (, выражается: У- е -3+2 е+ е.о= " "З р и Допустим, что сопротивления Р и Р равны, тогда ( )1291"о-(6)Пусть на входах 6 и 1 источника сигнала имеется общая составляющая напряжения Ц+Цро= (7)Напряжение сигналаопределяетсяскак разность напряжений на входах 6 и 1с 1 2 (8)На основании уравнений (7) и (8) можно написать выражения 2 и 1, через общую составляющую и сигналУ = И, +0,51;0,52 0сПодставляя выражения (9) в (6), полу чим выражение тока в цепи обратной связи Цс - 2 ео=(О)При работе преобразователя дополнительный усилитель 8 инвертирует напряжение Ц, и на сумматоре компенсируются токи, вызванные обшей составляющей напряжений входов 1 и 6. Выходной ток преобразователя зависит в первом приближении лишь от разности напряжений на клеммах источникасПогрешность пре образ ования 6 уьражается через напряжение некомпенсации дополнительного усилителя 8 - е и сопротивление резисторов6=-2 - . (11)с.Достижение цели предлагаемого изобретения объясняется следующим; если в известном преобразователе ток в цепи нелинейного элемента 5 зависит от общего напряжения на входах источника Б, то при предлагаемом включении ток в цепинелинейного элемента 5 от него прямоне зависит. Этим объясняется повышениеподавления общего сигнала,10 10 40 45 Составитель О.СахаровРедактор Б.Нанкина ТехредА.Камышникова рректор Л.Орлова Тираж Я 69 Заказ 106 Изд. М Подписное ЦР 1 ИИПИ Государственного комитета Совета МинистровСССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 ОСОИТД "Гипроводхоз" Москва, Енисейская ул., 2Повышение точности преобразования объясняется также тем, что выходной ток в цепи нелинейного элемента 5 не зависит прямо от нелинейного напряжения некомпенсации на входе 2 усилителя Э 2Как видно из уравнения (11), погрешность преобразования в первом приближении не зависит от общего сигнала 31.1О и от нелинейного напряжения Я2 Предмет из обретения Функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный усилитель,инвертируюший вход которого через первыйвходной резистор подключен к первому входу преобразователя, неинвертируюший вход подключен к шине нулевого потенциала, а в цепи отрицательной обратной связи включен нелинейный элемент, а тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительный дифференциальный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, второй входной резистор и дополни- тельный резистор, включенный между выходом дополнительного дифференциального уси. лителя и его неинвертируюшим входом, ксьторый соединен с инвертируюшим входом дифференциального усилителя и выходом преобразователя; инвертируюший вход дополнительного дифференциального усилителя через второй входной резистор соединен со вторым входом преобразователя.