Функциональный преобразователь

ощ 737963 Союз Советских Соцналнстнческнх Республик(22) Заявлено 071277 (21) 2551547/18-24 с присоединением заявки )Чо Государственный комитет СССР оо делам изобретений н открытийДата опубликования описания 05. 06 . 80(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ дифференциального операционного усилйтеля и шиной нулевого потенциала, адва других резистора образурт делИтель напряжения, выход которого соеди.нен сосвободным неподвижным контактом потенциометра, а входы являютсявходом Функционального преобразователя и входом подключения опорного напряжения, выходами аппроксимирующихэлементов являются инвертирующие входы дифференциальных операционных усилителей, выходы аппроксимирующих элементов подсоединены ко входу масштабного усилителя 2.Для реализации каждой точки изломана выходйой"характеристике преобразователя требуется отдельный операци- онный усилитель, что приводит к существенному увеличению объема схемы,в особенности при аппроксимации нечетных функций знакопеременного аргумента.Целью изобретения является упрощение функционального преобразователядвухполярных сигналов, осуществляюще"го кусочно-линейную аппроксимациюфункций,Это достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащиймасштабный усилитель, выход которого Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике,Известны функциональные преобразователи двухполярных сигналов, имеющие кусочно-линейную арактеристику и по строенные на масштабных усилителях и диодно-резистивных цепях 1.Существенный недостаток таких преобразователей - значительное влияние рабочей температуры на вольт-амперные 1 О характеристики диодов, ограничивающее точность преобразователя при работе в широком диапазоне температур.Наиболее близким техническим решением является функциональный преобраэователь, содержащий масштабный усилитель, выход которого является выходом преобразователя, и п аппроксимирующихэлементов, каждый из которЫх реализован на дифференциальном операционном усилителе, между выходом и инвертирующим входом которого включен полупроводниковый диод, потенциометре, подвижный контакт которого соединен с неинвертирующим входом 25 дифференциального операционного усилителя, а один из неподвижных контактов - с шиной нулевого потенциала, и трех резисторах, первый иэ которых включен между инвертирующим входом Щ АЯЕ В 5 Ь Е(1 Р 5Я +й5 Ь где Е и Е+ - нижний и верхнийуров ни огра ниче ния оператив ного уси- .лителя 2, йи В - сопротивления резисторов 5 й 6,Операционный усилитель 2 работаетв линейном режиме. Так как усилитель2 охвачен цепью отрицательной обратной связи, то напряжение на его инвертирующем входе повторяет напряжение на неинвертирующем входе, следовательно эффективная величинашунтиру- ..на вход масштабного усилителя 1 безослабления. Если входной сигнал преобраэователя выйдет эа указанние пределы, операционный. усилитель 2 окажется в состоянии насыщения, -а обратная связь будет разорвана. В этомслучае цепь из резисторов 3-6 представляет собой делитель напряжения,а сигнал на вход масштабного усилителя 1 будет поступать ослабленным, скоэффициентом передачи, равнымПоложение точек излома на характеристике преобразователя и коэффициен является выходом функцибнального преобразователя, аппроксимирующий элемент, реализованный на дифференциальном операционном усилителе, неинвер" тирущций вход которого соединен с .входньм резистором, инвертирующий вход через масштабный резистор - с шиной нулевого потенциала, свободный вывод входного резистора является входом Функционального преобразователя, дополнительно содержит шунтирующий резистор и резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом дифференциального операционного, усилителя, выводы шунтирующего резистора подключены к входам диффе- ренциального операционного усилителя, неиивертирующий вход которого соединен со входом масштабного усилителя.На фиг. 1 приведена схема функци-, онального преобразователя; на фиг. 2- выходная характеристика. 20Функциональный преобразователь со.- держит аппроксимирующий элемент 1, в состав которого. входят дифференциальный операционный усилитель 2, входной резистор 3, шунтирующий резистор 4, 25 масштабный резистор 5, резистор 6 обратной связи и масштабный усилитель 7.Функциональный преобразователь рабо.тает следующим образом.При входных сигналах преобразователя, лежащих в пределах30 ты передачи на отдельных участках характеристики допускают регулировку в широких пределах, Кроме того, если подключить к инвертирующему входу операционного усилителя 2 резистор, вторым выводом соединенный с источником напряжения, например с одним из полюсов источника питания, то, изменяя величину этого резистора, можно регулировать положение точек излома относительно начала координат, не меняя расстояние между этими точками. Если выполнить масштабный усилитель 1 в виде сумматора, то возможно параллельное подключение любого числа аппрок. - симирующих ячеек 1, причем каждая ячейка обеспечивает по одной точке излома характеристики во втором и четвертом квадрантах. Кроме того, возможно включение таких ячеек в цепь обратной связи масштабного усилителя,1.Так как уровни ограничениянекоторых современных интегральных операционных усилителей имеют высокую температурную стабильность, то координаты точек излома характеристики преобразователя будут значительно меньше зависеть от температуры, чем в случае применения диодно-резистивных цепей.Таким образом, указанное построение функционального преобразователя позволяет упростить схему прототипа, снизив в два раза необходимое число операционных усилителей, в случае аппроксимации нечетных Функций знакопеременного аргумента, сохранив при этом высокую температурную стабильность характеристик преобразователя.Повышение температурной стабиль-. ности позволяет исключить необходимость использования схем температурной компенсации в устройствах, работающих в широком температурном диапа.зоне, а уменьшение числа используемых операционных усилителей снижает стоимость устройств и повышает их надежность.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий масштабный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, аппроксимирующий элемент, выполненный на дифференциальном операционном усилителе, неинвертирующий вход которого соединен с входным резистором, инвертирующий вход через масштабный резистор - с шиной нулевого потенциала, свободный вывод входного резистора является входом Функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, он содержит шунтирующий резистор и резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом дифференциального операционного усилителя, выводы шунтирующего резистора подключены к входам диффе737963 ренциального операционного усилителя, неинвертируеций вход которого соединен с входом масштабного усилителя,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японки 9 47-21945,кл. 97 (8) В 39, 19722. Тавц)с 3. М 1 погц.ЕсогаЬа пухо,Уо)сорама Тесйп Вер 1, 1972, 16, 9 1,р. 20-21,Жив,7 оставнтель Н. Балабошкоехред Н.Бабурка Корректор С, Шекма Реда кто упряко Подйисн Тираж 75 Заказ 2664/29 ственного обретений -35, Раую 5 Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная ЦИИИПИ Росу по делам 13035, Москваомитета СССР открытий ая наб., д.