Функциональный преобразователь

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК б О 7/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУй Ющ ВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕЙИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт проблем ., управления, йи к средним выводам соответствующих делителей напряженйя включен-.;ных между источником опорного напря-"жения и шиной нулевого потенциала,отличающийся ,темчто, с целью упрощения.и повышения температурной стабильности преобразователя, в него введены компенсирующий транзистор, эмиттерный:повторитель, масштабный резистор и преобразователь напряжения в ток,вход которого является входом устройства, а выход соединен с коллектором ком- ПенсируЮщего транзистора и базой эмиттерного повторителя,.эмиттер компенсирующего транзистора через масштабный резистор соедийен.с источником опорного напряжения, а его база подключена к базам аппроксимирующих транзиеторов и эмиттеру эмиттернога повторителя, коллектор ЕР которого подключен к шине нулевого потенциала, а коллекторы аппроксимирующих транзисторов объединены. и являются токовым выходом функцио- . С ;налЬного преобразователя.10 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для нелинейных преобразований мгновенных значений сигналов.Известны функциональные преобразователи с кусочно-нелинейной аппроксимацией, в которых каждый участокаппроксимации формируется благодаряестественной нелинейности двух р-ипереходов 1 Ц,Недостаток указанных преобразователейсложность конструкции ирасчета.Наиболее близким к предлагаемомуявляется Функциональный преобразователь, в котором требуемая Функциональная зависимость формируется ввиде алгебраической суммы выходныхсигналов дифференциальных каскадовна аппроксимирующих транзисторах 2 1,Недостатками известного Функпи(Ф-:нальнога преобразователя являютсясложность, обусловленная большимколичеством требуемых для дастнже-.ния заданной точности дифференциальных каскадов и усилителей, и боль 2шой температурный дрейф.Пель изобретения - упрощение Функционального преобразователя и повы.шениеего температурной стабильностиДля достижения указанной целив функциональный преобразователь,содержащий аппроксимирующие транзисторы по числу криволинейныхучастков аппроксимации, базы которых 35объединены, а эмиттеры подключенык средним выводам соответствующихделителей напряжения, включенных между источником опорного напряжения ишиной нулевого потенциала, введенЫ 40компенсирующий транзистор, эмиттерный повторитель, масштабный резистор и преобразователь напряжения вток, вход которого является входомустройства, а выход соединен с кодлектором компенсирующего транзистора и базой эмиттернога повторителяэмиттер компенсирующего транзисторачерез масштабный резистор соединенс источником апорнага напряженияа его база подключена к базам аппроксимирующих транзисторов и эмиттеруэмиттерного повторителя, коллекторкоторого подключен к шийе нулевагапотенциала, а коллекторы аппрокси- .мирующих транзисторов объединеныи являются токовым выходам Функциональнога преабразователя.На чертеже представлена принципиальная схема функционапьиога преобразавателя,. 6 ОУстройство содержит.преобразователь 1 напряжения в так, аппраксимируаицие транзисторы 2, 2 а 2 икомпенсирующий транзистор 3, эмиттерный повторитель на.транзисторе 4, делители 5,5 5 ц напряжения, масштабный резистор б и источник 7 опорного напряжения.функциональный преобразователь работает следующим образом.Входной сигнал х поступает на преобразователь 1, напряжения в ток, вход которого является входом устройства, а выход соединен с"коллектором компенсирующего транзистора 3 и базой транзистора 4, Базы транзисторов 22 2 объединены и соединены с эмиттером транзистора 4 и базой транзистора 3, эмиттер которого через масштабный резистор б соединен с источником 7 опорного напряжения. Коллектор каждого транзистора 2 2, , 2 и соединен с выходом преобразователя, а эмиттер - со средним выводом соответствующего делителя 51, 5 5 и напряжения, включенного между источником 7 опорного напряжения и шиной нулевого потенциала.Преобразователь 1 напряжения в ток преобразует входное напряжение в ток 1(х), пропорциональный входному сигналу 1(х) = ах+ Ь,где аъо и ь - заданные коэффициенты,причем Ц)ЪО (т.е. преобразователь1 напряжения в ток имеет однаполярнйй выход),При входных сигналах, больших некоторой величины х, на выходе преобразователя 1 появляется иаложитель;ный так 1, который поступает на базу;транзистора 4 и усиливается им, Транзистор 4 включен по схеме эмиттернагаповторителя, нагрузкой которого являются эмиттерно-базовые переходытранзисторов 2, 2 2 и компенсирующего транзистора 3. При этомтранзистор 3 отпирается и ега коллек-.торный так 1 тоже,поступает на базутранзистора 4, Пренебрегая током базытранзистора 4, можно считать, что1 = 1(х), а напряжение на эмиттеретранзистора 3, измеренное относительно выхода источника 7 опорного напря;жения, при увеличении входного напряжейия х линейно нарастает1, = В (ах+а),где Б - сопротивление масштабного6резистора б.Напряжение на базе транзистора 3, а следовательно, в базах транзисторов 2, 22., будет больше, чем П ; на величину напряжения эмит терно-базового перехода.Параметры делителей 54,55 выбираются таким образом, чта прй х = х напряжения на эмиттерах тран зисторав 24, 22 И больше, чем.10340523напряжения на базах этих транзисто- для этого изменение напряжения на ров, и они закрыты. При увеличении базах транзисторов 2,22 и входного напряжения х напРяжения на должно составлять прймерно 25-100 мВ базах транзисторов 2,22 рас- на каждом участке аппроксимации. тут и они последовательно отпирают- Использование кусочно-нелинейной ся гри входных напряжениях х,х 3 5 аппроксймации позволяет при воспро,х соответственно. Если сопротив- изведенйи гладких функций сократить ление масштабного резистора 6 выбра- количество участков аппроксимации но достаточно большим, коллекторные в 2-2,5 раза но сравнению со случатоки транзисторов 2, 2 .,2 при ем кусочно-линейной аппроксимации. напряжениях х, меньших напряжения, 10 В первом приближении данный функ- отпирания, равны нулю, а затем лйней- циональный преобразователь является но нарастают. Суммируя коллекторные термокомпенсированным. Изменение токи транзисторов 2, 2.. 2, напряжения база - эмиттер транзисполучают требуемую функциональную тора 3, который для этого должен зависимость. При этом расположение .5 быть того же типа, что и транзистоточек излома задают, изменяя коэф- , ры 2,22, Йзменение базовых фициенты деления. делителей 5,5, токов этих транзисторов практически ,5 напряжения, а абсолютные значе-, . не влияет на стабильность функциония коллекторных токов - выбирая зна- нального преобразоватЕля, так как чения выходных проводимостей этих эти токи обеспечиваются транзисто- делителей, ром 4, работающим в режиме эмиттерНемонотонные функции можно .воспро- ного повторителя и обладающим низизводить как обычно, испольэуя,инвер-. .ким выходным сопротивлением. Состоры и сумматоры на входе и выходе тавляющие температурного дрейфа функционального преобразователя. второго порядка малости, возникаюПокаэанная на чертеже схема удоб" 25 щие из-за неравенства коллекторных йа для построения специализированных токов транзисторов 21,22 и функциональных преобразователей. Для транзистора 3, можно компенсйровать реализации универсального функциональ- при воспроизведении фиксированных ного преобразователя более удобно, . Функциивплоть до уровня 10 С, внварьируя сопротивление верхнего (по 30 бирая соответствующий масштаб для схеме) резистора делителей 5,5,5 пРеобразователя 1 напряжения в ток напряжения, устанавливать точки из- (с ростом тока транзистора 3 дрейф лома воспроизводимой функции, а его напряжения база - эмиттер умень- коллекторы транзисторов 2, 2,2 д шается) лри фиксированном масштабе, соединить с соответствующими входами 35 выходного тока функционального превыходного сумматора (не показан). образователя. Коэффициенты сумматора в этом случае Таким образом, использование Устанавливают в соответствии с видом. изобретения позволяет упростить кон;требуемой функциональной зависимости, струкцию, особенно при кусочно-неНри больших величинах сопротивле- линейной аппроксимации гладких функ 40йия"масштабного резистора б выходной ций, а правильный выбор параметров ток 1 дявляется кусочно-линейной ;делителей 5 напряжения и масштабного функцией от х. Уменьшением сопротив- резистора б обеспечивает значительлеиия В резистора 6 можно получить ное повышение температурной стабильКуаочно-нелинейную аппроксимацию: ности преобразователя.1034052 . Составитель Ъ. МаслТехред М. Гергель иль ЮаЕЕ 2 ВНИИП комитет открыт кая наб 1130 35,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дактбр ЛюФЭ Еиеевеа каз 5 б 27 Тираж 706Гбсударственноелам изобретениосква, Ж, Ра ректор Г.ев е Ь ае нов аеФ ю адписноеСССРйд. 4/5