Диодный функциональный преобразователь

(51) 4 С 06 С 7/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ2 о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт электронной техники,(56) Авторское свидетельство СССР )Ф 943759, кл. С 06 С 7/26, 1982.Авторское свидетельство СССР В 997050, кл. С 06 С 7/26, 1983. (54) ДИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в системах управления и в специализированных и аналоговых вычислительных машинах для осуществления кусочно-линейной аппроксимации монотонно возрастающей непрерывной функции. Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя. Преобразователь содержит операционный усилитель 1, выход которого является выходом функционального преобразователя, и диодно-резисторных элементов, каждый из которых состоит иэ трех масштабных резисторов 2;,3, и 4; и коммутирующего диода 5 и компенсирующую цепь, состоящую из компенсирующего диода 6 и двух токозадающих резисторов 7, и 7 . Поставленная цель обеспечивает 2 ся компенсацией элементами компенсирующей цепи погрешности функционально- с го преобразователя, возникающей вследствие технологических, температурных и временных характеристик входных коммутирующих диодов. 3 ил.К 41 с, = г.мК; К 4, К 4,1 + - + - , Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, специализированных универсальных и аналоговых вычислительных машинах,Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.На фиг.1 приведена принципиальная 10 схема функционального преобразователя; на фиг.2 - график, отображающий принцип работы функционального преобразователя при воспроизведении им функций, расположенных в первом квад ранте; на фиг.3 - то же, при воспроизведении функций, расположенных во втором квадранте.Диодный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит операционный 20 усилитель 1, выход которого является выходом функционального преобразователя, п диодно-резисторных элементов, каждый -й из которых состоит из трех масштабных резисторов 2-4 25 и коммутирующего диода 5, соединенного первым выходом (анодом) с объединенными выводами этих масштабных резисторов, вторые выводы (катоды) коммутирующих диодов 5; объединены и З 0 подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя 1. Первый диодно-резисторный элемент в частном случае может состоять только из двух резисторов 2 и 41, Свободные выводы масштабных резисторов 2 3; и 4;35 соединены соответственно с входом функционального преобразователя, шиной опорного напряжения и шиной нулевого потенциала. Компенсирующая 40 цепь состоит из компенсирующего диода 6 и двух токозадающих резисторов 7, и 7 одинакового номинала. К неинвертирующему входу операционного усилителя 1 подсоединен первый вывод токозадающего резистора 7, к инвертирующему входу операционного усилителя подсоединены первый вывод второго токозадающего резистора 7 вторые выводы токозадающих резисторов 7, и 7 подсоединены к шине опорного напряжения. Компенсирующий диод 6 подключен первым выводом (анодом) к инвертирующему выходу операционного усилителя, а вторым выводом (катодом)- 55 к его инвертирующему входу. функциональный преобразователь работает следующим образом. При отсутствии входного напряжения, т,е. 11= О, на аноды каждого иэ и коммутирующих диодов 5 от шины опорного напряжения подаются опорные напряжения через делители напряжения (фиг.1) с соответствующими коэффициентами деления, определяемыми начальными значениями у(0), у (О), уэ(0) у(0) элементарных линейных характерйстик, при помощи которых осуществляется независимая кусочно-линейная аппроксимация (фиг.2). Напряжение на анодах коммутирующих диодов 5 при 11=0 определяется следующим образом: В точке объединения катодов всех коммутирующих диодов 5, т.е, на неинвертирующем входе операционного усилителя 1, выделяется напряжение, наибольшее из всех поданных на катоды При увеличении входного напряжения Б в узлах аппроксимации моделирующей функции происходит поочередное отпирание коммутирующих диодов 5, - 5, при этом крутизна каждой из и элементарных линейных характеристик (фиг.3) определяется выражени- ем Пренебрегая погрешностью операционного усилителя 1 из-за конечности коэффициента усиления ки напряжения смещения О напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя определяется 0 = 0 = шах (О - + 11 - хК 4, К 46- 6+ о 4 К. "кз 121 1 х - УК; К++ При этом налряжение Б на выходе функционального преобразователя определяется следующим соотношением:и не зависит от характеристик коммутирующих диодов 5, во всем диапазоневходных сигналов и рабочем диапазоне температургде Б - напряжение на компенсирующем диоде 6.Ток, протекающий через коммутирую щие диоды 5, - 5, зависит от величины входного сигнала на каждом участке аппроксимации, и поэтому падение напряжения О,; на -ом коммутирующем диоде не является постоянной величи ной. Но, поскольку величины сопротивлений резисторов 7, и 72 принимаются равными, т.е. К, = К , и кроме того, напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах операционного 20 усилителя равны Б = Б можно утверждать, что токи, протекающие через открытый коммутирующий диод 5; и компенсирующий диод 6, равны 1,= 1следовательно, падения напряжения на них также равны Б = У.бТаким образом, на выходе диодного функционального преобразователя(фиг.1) при использовании диодов 5,-5 и 6, изготовленных в едином технологическом процессе, на одной подложке осуществляется компенсация погрешности преобразователя, возникающая из-за нестабильности характеристик диодов 5, -5 , применяемых в схеме выдсления наибольшего, при этом величины сопротивлений К и К выби 7 тграются из условия работы диодов 5, -5 и 6 на линейном участке характеристик. 40Напряжение на выходе функционального преобразователя окончательно определяется выражением При воспроизведении функций,расположенных в других квадрантах, а также функций с убывающей или возрастающей первой производной структура и свойства функционального преобразователя не меняются. Например, для воспроизведения функции вида по фиг. 3 достаточно в схеме (фиг. 1) изменить полярность включения всех диодов на противоположную и изменить знак опорного напряжения на положительный. При этом напряжения на выходе функционального преобразователя определяются выражениемКК 1) 11= ши Н+4 П К Кэ2Кьформула изобретенияДиодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, первый и второй токоэадающие резисторы, компенсирующий диод и п диодно-резисторных элементов, каждый из которых состоит из трех масштабных резисторов и коммутирующего диода, соединенного первым выводом с первыми объединенными выводами масштабных резисторов, вторые выводы масштабных резисторов каждого из диодно-резисторных элементов подключены соответственно к входу преобразователя, к шине опорного напряжения и к шине потенциала, а вторые выводы коммутирующих диодов диодно-резисторных элементов объединены, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в нем объединенные выводы коммутирующих диодов подключены к неинввртирующему входу операционного усилителя и через первый токозадающий резистор к шине опорного напряжения, первый вывод компенсирующего диода соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом преобразователя, а его второй вывод подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и через второй токоэадающий резистор - к шине опорного напряжения.1365101 Фиг,г Составител Техред И.В ов рректор С.Чер с лова П пис СР 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул,Проектная,едактор О.Г аказ 6612/4 Тираж 704ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Р комитетаткрытийушская н