Диодный функциональный преобразователь

(51) 1 С 06 С 7/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ(РЫТИЙ(71) Московский институт электронной техники(56) Авторское свидетельство СССР )( 960856, кл. С 06 С 7/26, 1982.Волгин Л.И. и др. Амплитудные селекторы. - В сб. Иэмерения, контроль, автоматизация. Вып. 4(48). М., 1983, с. 32, рис. 6.(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, специализированных универсальных и комбинированных устройствах для осуществления независимой кусочно-ли - О нейной аппроксимации функций. Целью изобретения является повьшение быстродействия диодного функционального преобразователя за счет объединения схем моделирования линейных характеристик на одном операционном усилителе со схемой выделения наибольшего (наименьшего) ограничения выходных функций по модулю. Диодный функциональный преобразователь содержит и пар входных масштабных резисторов 111 л и 2 22 л и резисторов обратной связи 3,33 ли ограничительных стабилитронов 4 44 л находящихся в обратной связи, и операционных усилителей 5 3 5,5, и коммутирующих диодов 6, 6 бл а такж токозадающий резистор 7. Поставленная цель достигнута благодаря введению в преобразо- С ватель ограничительных стабилитронов и токоэадающего резистора. 4 ил. Л1365102 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано в системах управления, специализированных и универсальных аналоговых вычислительных машинах.Целью изобретения является повышение быстродействия функциональногопреобразователя.На фиг. 1 показана функциональная 10схема диодного функционального преобразователя для моделирования функций с возрастающей производной, нафиг.2 - графическое изображение, поясняющее принцип моделирования функции с возрастающей производной; нафиг.3 - функциональная схема диодногофункционального преобразователя длямоделирования функций с убывающейпроиэводнойг на фиг,4 - графическое 20изображение, поясняющее принцип моделирования Функции с убывающей произ,водной.Диодный функциональный преобразователь (фиг. 1) содержит п пар входных масштабных резисторов, первыевыводы первых входных масштабных резисторов 1,1.,1 объединены иподключены к входу преобразователя У,первые выводы вторых входных масштабных резисторов 222 я объединены и подключены к источнику опорногонапряжения Бвторые выводы входныхмасштабных резисторов попарно объединены и подключены к первым выводамсоответствующих резисторов 3,31,3 д обратной связи к первым выводамограничительных стабилитронов (диодов) 44 4, к инвертирующимвходам соответствующих операционных 40усилителей 5,515 , неинвертирующие выводы которых объединены иподключены к шине нулевого потенциала, а выходы операционных усилителейсоединены с вторыми выводами стабилитронов (диодов) 4,44 и одними иэ выводов соответствующих коммутирующих диодов 66.6,другие выводы которых объединены свторыми выводами резисторов 3 31503, с первым выводом токоэадающегорезистора 7, являющегося выходомпреобразователя Б, а второй выводтокозадающего резистора 7 подключенк источнику отрицательного опорногонапряжения -13 оКгде -- = 1 ц Ф К В первом узле аппроксимации Х, происходит переключение коммутирующих диодов 6 и 61, при этом диод 6, закрывается, диод 61 открывается, а диоды 6 6 остаются в закрытом состоянии. При изменении входного напряжения от У(х) до Ц(х) выходное напряжение преобразователя определяется соотношениемКэгУ=УЯ "К 1 функциональный преобразовательПри отсутствии входного напряжения, т.е. при У =О, на выходе преобразователя С устанавливается напря- жение Кз 1 Ц = щах - (+Ц) еК, )причем при моделировании функциииг,2) сопротивление резистора 2К = оа, и тогда Б = О.1Гоотношение для выходного напряжения Ц (О) = Пдля каждого некеОф К1зависимого д-го участка аппроксимации определяет начальные значения у,(0), у 1 (0)у(0) моделирующей функции.Значения напряжений на выходах операционных усилителей устанавливаются следующкм образом (при 01= О)ПеыБ ПЕ+ ЦА 6 +ЦА 6 Пеег ПАег ь Пеьч ее - ЦА е Пве 1 Е ЦАфПри этом коммутирующий диод 6, открыт, а остальные диоды 6,6 е 6 закрыты.При увеличении входного напряжения от П,(0) до Уе(х, ) выходное напряжение изменяется по линейному закону КЕ 1где - = СИ,.При дальнейшем увеличении входного напряжения Б происходит поочередное последовательное переключение коммутирующих диодов 66 , при этом на каждом линейном участке аппроксимации выходное напряжение изменяется по линейному закону в соответствии с применяемым принципом выделения наибольшегоСтабилитроны (диоды) 4,44 предназначены для замыкания цепи обратной связи тех операционных усилителей 5, выходы которых на данном линейном участке аппроксимации подключены к закрытым коммутирующим дио дам 6, . Такое подключение стабилитронов (диодов) в цепь отрицательной обратной связи сохраняет работу операционного усилителя 5 в линейной зоне, что значительно увеличивает быст родействие функционального преобразователя при переключении коммутирующих диодов 6; в узлах аппроксимации аппроксимирующей функции. При этом напряжение стабилизации стаби литронов 4, -4должно быть не ниже максимального выходного напряжения.Опорное напряжение Ц, и токоэадающий резистор К предназначены для обеспечения работы функционального 25 преобразователя при малых значениях входного сигнала.Для моделирования функциональных зависимостей с убывающей производной (фиг.4) представлена функциональная 30 электрическая схема варианта диодного функционального преобразователя (фиг.З) .Диодный функциональный преобразователь для моделиРования функций с убывающей производной работает аналогичным образом. Отличием является использование в нем обратной связи операционных усилителей стабилитронов 4 напряжение стабилизации которых долж но быть меньше напРяжения насыщения операционных усилителей 5; . Таким образом, устройство позволяет моделировать функции как с возрастающей, так и с убывающей производ 45 ными, независимо от характеристик нелинейных коммутирующих элементов 6, (диодов), что подтверждается соотношением для значения выходного напряжения для функций с возрастающей про иэводнойЦ = шах Цф Ка для зависимостей с убывающей произ- водной которые зависят лишь от точности сопротивлений выбираемых резисторов 3;,2;, 1; и опорного напряжения.Достоинством преобразователя является то, что коэффициент передачи по каждому входу (11,21) элементарной нелинейной ячейки производится независимо и выражается соотношениямиЦ (о) = -ЦК,ое ККА = Кформула изобретенияДиодный функциональный преобразователь, содержащий и операционных усилителей,п пар последовательно соединенных входных масштабных резисторов и резисторов обратной связи, объединенные выводы которых подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей, и и коммутирующих диодов, одни из выводов которых соединены с выходами соответствующих операционных усилителей, а другие выводы объединены, подключены к свободным выводам резисторов обратной связи каждой пары и являются выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит п ограничительных стабилитронов, токозадающий резистор и и дополнительных масштабных резисторов, которые включены между инвертирукнцими входами соответствующих операционных усилителей и первой шиной опорного напряжения, ограничительные стабилитроны включены между выходами и инвертирующими входами соответствующих операционных усилителей, один из выводов токозадающего резистора соединен с объединенными выводами коммутирующих диодов, а другой вывод подключен к второй шине опорного напряжения, инвертирующие входы операционных усилителей соединены с шиной нулевого потенциала, свободные выводы входных масштабных резисторов объединены и являются входом преобразователя.1365102 с.г Составитель А.Масловехред И.Верес Подписноеета СССРий НИИПИ о дела 13035,/5.Проектная,еское предприятие, г.уж оли Редактор О.Голо Закаэ 6612/4 Проиэводствен суд иэо оск ирак 704ственного кометений и откр