Функциональный преобразователь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскинСоциапистическикРеспублик 11,752374 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 04,07,78 (21) 2639689/18 24с присоединением заявки РЙОпубликовано 30.07,80, Бюллетень,Рй 28 по делам изобретений и открытиЯ(53 ) УД К 68 1. 335, ,813 (088,8) Дата опубликования описания 01.08.80(54) фУНКБИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известен функциональный преобразователь (фП), содержащий операционный усилитель с резисторами в цепи обратной связи, параллельно которому включены шунтирующие цепочки из последовательно включенных стабилитронов и резисторов. Между точкой соединения стабилитрана с резистором и точкой нулевого потенциала включен сглаживающий фильтр 111Такой преобразователь воспроизводит только монотонную функцию с невысокой точностью, поскольку существенное влияние на точность оказывают изменение рабочей температуры и нелинейности начальных участков характеристик стабилитронов.Наиболее близок по техническому ре 1шению к предлагаемому функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, ко входу которого подключены операционные усилители с резисторами и диодами в обратной связи. Входы операционных усилителей подключены ковходу преобразователя 3Недостатком преобразователя являетсянизкая точность воспроизведения функций,так как в нем отсутствует схема термокомпенсации ухода характеристик диодов.Цель изобретения - повышение точности работы,йи достижения поставленной цели.функциональный преобразователь, содер 1 О ржащий выходной сумматор с первыммасштабным резистором в цепи обратной связи, выход которого является выходом преобразователя, ко входу сумматора подключены первые выводы друхгрупп входных масштабных резисторов,второй вывод каждого входтого масштабного резистора первой группы подключенк выходу соответствующего операционного усилителя, входы всех операционныхусилителей через входной масштабныйрезистор соединены со входом преобразователя, в обратной связи каЖдого операционнсао усилителя включен соответст3 752вующий масштабный резистор, содержитдополнительные масштабные резисторыстабилитроны и инверторы, вход каждогоиз которых соединен с выходом соответствующего операционного усилителя, авыход через последовательно соединенные пару стабилитронов и дополнителтный масштабный резистор соединен совходом соответствующего операционногоусилителя, общий вывод каждогб дополнительного масштабного резистора и парыстабилитронов соединен со вторым выводом соответствующего входного масштабного резистора второй группы, в каждойпаре стабилитроны включены встречно,На чертеже представлена схема функционального преобразователя.Функциональный преобразователь содержит выходной сумматор 1 с первыммасштабным резистором 2 в цепи обратной связи, выход которого является выходом преобразователя 3, ко входу сумматора подключены первые выводы двухгрупп входных масштабных резисторов4-4 п и 5- 5 п операционные усилители 6 - 6 п, входы всех оперционныхусилителеи через входной масштабныйрезистор 7 соединены со входом преобразователя 8, в обратной связи каждогооперационного усилителя включен соответствующий масштабный резистор 9 -9 и .Кроме того, он содержит дополнительные масштабные резисторы 10 -10 пстабилитроны 11 -11 п и инверторы (инвертирующие усилители). 12 -12 иФункциональный преобразователь работает следующим образом,Стабилитронами 11 устанавливаютсяграницы участков аппроксимации заданной нелинейной характеристики,Сопротивлениями масштабных резисторов 10 и 5 устанавливаютсянаклоны участков аппроксимации с учетом условийтемпературной инвариантности.Подбором сопротивлений резисторов9-9 и устанавливается наклон начальногоучастка .аппроксимации, Каждый участокаппроксимации формируется прохождениемсигнала по двум следующим цепям; основной цепи (усилителе 6 и 1); цепи компенсации (усилители 0,12,1).Устойчивая работа преобразователяобеспечивается подбором сопротивленийрезисторов 10 большим, чем сопротивление резисторов 9,Исключение влияния нелинейности характеристик стабилитронов на вид реализуемой функции осуществляется следующимобразом,Йо открытия стабилитрона его обратноесопротивление изменяется по нелинейномузакону и существенно больше сопротивлений резисторов 4 и 10. Поэтому токи,протекающие по цепи обратной связи к цепи компенсации, идентичны по характеруизменения и определяются величиной обратного сопротивления стабилитрона.Основное влияние на погрешность пре 10 образователя оказывает изменение параметров полупроводниковых стабилитронов под влиянием рабочей температуры,что приводит к параллельному сдвигуего вольт-амперной характеристики,15 Эта погрешность равна нулю при выполнении следующего условия температурной инвариантности преобразсвателяи ЪЗ+ -20 где К- коэффициент йередачи основной цепи,1К; - коэффициент передачи цепикомпенсации,/5 - коэффициент передачи цепи по 25 ложительной обратной связи( Ж 7 вЯ и Я - сопротивления резисторов 7и 10,При реализации характеристики, нахо 30 дящейся в 1(10) квадранте и положительной производной наклона участков аппроксимации преобразующей цепью прохождения сигнала являются усилители 6и 1, а цепь, состоящая из последователь 35 но включенных усилителей 6, 12 и 1,обеспечивает компенсацию влияния нелинейности начального участка характеристики стабилитрона и температурную стабилизацию. При отрицательной производ 40 ной наклона участков аппроксимации преобладающей цепью прохождения сигналаявляется последовательно включеннаяцепь усилителей 6,12 и 13, а компенсация осуществляется по цепи усилите 45 лей 6 и 1,Укаэанные обстоятельства придают ФПопределенные особенности как по функциональным возможностям, так и по характеру распределения аппаратурной погреш 50 ности.Технический эффект предложения эактпочается в повышении точности воспроизведений функций эа счет исключениятемпературной погрешности преобразовате55 ля.формула изобретенияфункциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор с первым. Шарош орре Тираж 751 Пударственного комитета СССРм изобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д. 4 4751/10 одписное по дел 113035, Москилиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, П 5 7 масштабным резистором в цепи обратной связи, выход которого является выходом преобразователя, ко входу сумматора под ключены первые выводы двух групп входных масштабных резисторов, второй вывод каждого входного масштабного резистора первой группы подключен к выходу соответствующего операционного усилителя, входы всех операционных усилителей через входной масштабный резистор сое динены со входом преобразователя, в обратной связи каждого операционного усилителя включен соответствующий масштабный резистор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит дополнительные масштабные резисторы, стабилитроны и инверторы, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего операционного 52374усилителя, а выход через последовательно соединенные пару стабилитронов и дополнительный масштабный резистор соединен со входом соответствующего операционного усилителя, общий вывод каждого дополнительного масштабного резистора и пары стабилитронов соединен со вторым выводом соответствующего входного масштабного резистора второй группы, в каж 1 О дой паре стабилитроны включены встречно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР15 % 386405 кл. 6 067/26, 1970,2, Гибридная вычислительная системаГВС, Сб, статей, иэд, Институтапроблем управления, 1974, с, 81-84