Функциональный преобразователь напряжения

.П ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т зоФ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Ленк Дж. Руководство для пол(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в аналоговых вычислительных машинах. 11 елью изобретения является повышение точностиработы Функционального преобразова-.теля напряжения, Функциональный преобразователь содержит операционныйусилитель.1, первый, второй, третийчетвертый и пятый ключи 2-6, первый13 запоминаищий конденсатор 7, генератор 8 импульсов, делитель 9 частоты, диФАеренцирующий эдемент 1 О, инвертор 11, разрядный клич 12, элемент 13 с односторонней проводимостью, вход 14, шину нулевого потенциала 15, выход 16, выходы генератора импульсов 17- 19, выход элемента с односторонней проводимостью 20, дополнительный операционный усилитель 21, первую пару ключей 22, 23, вторую пару ключей ;24, 25, второй запоминающий конденсатор 26, третью пару ключей 27, 28, третий запоминающий конденсатор 29,76108четвертую пару ключей 30, 31, четвертый запоминающий конденсатор 32, пятую пару кличей 33, 34, шестуи паруключей 35, 36, пятый запоминающийконденсатор 37, седьмую пару кличей38, 39, восьмую пару ключей 40, 4и шестой запоминающий конденсатор 42,Достижение поставленной цели обеспечено благодаря исключению из преобразователя накопительных конденсаторовза счет введения дополнительного операционного усилителя, коммутируемыхзапоминающих конденсаторов и восьмипар кличей. 1 ил.1Изобретение относится к преобразователям напряжения с Формированием сигнала, описываемого линейной или нелинейной Функцией, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя.На чертеже приведена схема функционального преобразователя напряже ния.Функциональный преобразователь содержит операционный усилитель 1, первый 2, второй 3, третий 4, четвертый 5 и пятый 6 ключи, первый запоминающий конденсатор 7, генератор 8 импульсов, делитель 9 частоты, диФФеренцирующий элемент 1 О, инвертор 11, раз-," рядный ключ 12, элемент 13 с односто ронней проводимостью, вход 14, шину 15 нулевого потенциала, выход 16, первый 17, второй 18 и третий 19 выходы генератора 8 импульсов, выход 20 элемента с односторонней проводи мостью, дополнительный операционный усилитель 21, первую пару ключей.22 и 23, вторую пару ключей 24 и 25, второй запоминающий конденсатор 26, третью пару ключей 27 и 28, третий 30 запоминающий конденсатор 29, четвертую пару ключей 30 и 31, четвертый запоминающий конденсатор 32, пятую пару ключей 33 и 34, шестую пару ключей 35 и 36, пятый запоминающий конденсатор 37, седьмую пару ключей 38 и 39, восьмую пару ключей 40 и 241 и шестой запоминающий конденсатор 42, соединенные по приведенной схеме.Функциональный преобразователь напряжения работает следующим образом.В начальный (первый)момент времени на выходе 18 генератора 8 импульсов появляется сигнал, который поступает на управляющие входы ключей 3, 5; 22,25,28,30,33,35,39 и 41, в результате чего эти ключи замыкаются, На выходе 17 генератора 8 импульсов появляется сигнал, который передается через делитель 9 частоты и дидхЬеренцируищий элемент 10 на управляющий вход первого ключа 2, в результате чего этот ключ замыкается и первый конденсатор 7 заряжается до напряжения, действующего на входе 14. На выходе 16 операционного усилителя 1 в этот момент времени имеется напряжение, величина которого зависит от отношения емкостей первого 7 и второго 26 конденсаторов, т.е.(1) = -иС,16 С иУчитывая, что С= С , и что напряжение Бм является постоянной величиной Б,= Б, напряжение на выходе 16 можно записать следующим образом;Н 16(1) 11 офВ то же время напряжение на выходе 16 через открытый ключ 28 запоминается до следующего такта на третьем конденсаторе 29, Так как в этот(2) = - Е, (2) Х21В этот же момент времени происходит запоминание выходного напряжения 45 с выхода 16 на четвертом конденсаторе 32 через открытый ключ 31.В следующий момент времени й3 вновь.включаются ключи 33, 3,5,22,25, 28,30,35,39 и 41. Происходят соот ветствующие перезаряды конденсаторов 7, 26, 29, 32, 37 и 42. Учитывая,С.л С гг что -ф = - Х,Ср Ссг(3) = -- тЗ (2) еС, СгСгс Сс 1 момент времени четвертый конденсатор 32 незаряжен, через закрытый ключ 30 на инвертирующий вход дополнительного операционного усилителя 21 напря 5 жение не поступает и, следовательно, на выходе дополнительного операционного усилителя 21 в этот момент времени напряжение отсутствует.Время нахождения первого ключа 2 10 в замкнутом состоянии определяется длительностью импульса с выхода дифференцирующего элемента 10. Следующее замыкание ключа 2 происходит с приходом по переднему фронту очеред ного импульса с выхода делителя 9 частоты.С появлением импульса в момент времени й = 2 на выходе 19 генератора 8 импульсов замыкаются ключи 4, 20 6,23,24,27,31,34,36,38 и 40. В этот момент времени осуществляется разряд третьего конденсатора 29, который заряжен в момент времени й = 1 через открытый второй ключ 27 и подключен 25 к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 21.На выходе дополнительного операционного усилителя 21 имеется напряжение, равное 30Обозначим С /С г через Х. Тогда Нг 1(2) = Х Бс (1). Это напряжение через открытые ключи 4 и 6 перезаряжает первый конденсатор 7 до напряжения 11(2), существующее в это время на выходе дополнительного операционного усилителя 21, в результате чего на выходе операционного усилителя 1 40 сформируется напряжение Для и-го момента времени, котороеограничено длительностью импульса свыхода делителя 9 частоты, напряжениена выходе будетН( ) - Х П(п) =ХБгсПустьС 2 ч СЗУ- С =С С =С Х=еф 29 зг Ф з +г ФФг 1 г1 1 с (п) е 1 оПусть Х2. Тогда на выходе 16 формируется функциональная зависимостьЦ,с(п) = 2 " ЕТаким образом, в общем случае длятекущего момента времени выходноенапряжение равно1ц,с(п) = Х цгде =0,1,2,3 - моменты времени,соответствующиеимпульсам от генератора 8 импульсовЭлемент 13 с односторонней проводимостью введен для исключения работы источника напряжения Б на низкоомный выход операционного усилителя21,Таким образом, путем изменения коэффициента передачи дополнительногооперационного усилителя 21, определяемого отношением С г,/Спри С =С ,С 1 = С 1 гв и изменяя входную величину 11, и частоту генератора 8 импульсов, можно воспроизводить при постоянном Х функции с различной крутизной. Кроме того, отсутствие накопительных конденсаторов в преобразователе (все запоминающие конденсаторыявляются коммутируемыми) приводит кповышению точности, так как коммутируемые запоминающие конденсаторы покаждому такту генератора 8 импульсовпереэаряжавтся до нового установившегося состояния, исключая явлениенакопления паразитного заряда на конденсаторах.В момент времени, определяемый коэффициентом деления делителя 9 частоты, замыкается разрядный ключ 12. В результате этого сигнал на выходе операционного усилителя 1 снижается до нуля. Далее процессы повторяются.108 5 1376изобретения Формула 111 ПцПП Заказ 790/49 Тираж 704 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Функциональный преобразователь напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потен-. циала, первый и второй запоминающие конденсаторы, элемент с односторонней проводимостью, последовательно включенные первый, второй, третий, четвертый и пятый ключи, генератор импульсов, делитель частоты, дифференцирующий элемент, инвертор и разрядный ключ, включенный меяду шиной нулевого потенциала и выходом операционного усилителя, который является выходом преобразователя, свободный информационный вывод первого ключа является информационнь 1 м входом преобразователя, а объединенные информационные выводы первого и второго,второго и третьего, третьего и четвертого, четвертого и пятого ключей подключены соответственно к выходу эле мента с односторонней проводимостью, к первой обкладке первого запоминающего конденсатора, к инвертирующему входу операционного усилителя и к второй обкладке первого запоминающего конденсатора, первый выход генератора импульсов через последовательно включенные делитель частоты и дифференцирующий элемент подключен к управляющему входу первого ключа, а второй и третий выходы генератора импульсов соединены с управляющими входами соответственно второго и четвертого и третьего и пятого ключей, управляющий вход разрядного ключа через 10 инвертор подключен к выходу дифференцирующего элемента, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности, он содержит дополнительный операционный усилитель, третий, четвертый, пятый и шестой запоминающие конденсаторы и восемь пар последовательно включенных ключей, причем объединенные информационные выводы ключей первой и второй пар соединены соответственно с первой и второй об 50 кладками второго запоминающего конденсатора, а свободные информационные выводы первых и вторых ключейпервой и второй пар подключены соответственно к инвертирующему входу ик выходу операционного усилителя,объединенные информационные выводыключей третьей и четвертой пар подключены к одним из обкладок соответственно третьего и четвертого запоминающих конденсаторов, другие обкладки которых соединены с шиной нулевого потенциала, свободные информационные выводы первых ключей третьейи четвертой пар объединены между собой и со свободными информационнымивыводами первых ключей пятой и седьмой пар и подключены к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя, выход которого соединен со свободными информационнымивыводами первых ключей шестой и восьмой пар и со входом элемента с односторонней проводимостью, свободныеинформационные выводы вторых ключейтретьей и четвертой пар подключены квыходу операционного усилителя, объединенные информационные выводы клю-чей пятой и шестой пар подключены кпервой и второй обкладкам пятого запоминающего конденсатора, а объединенные информационные выводы ключейседьмой и восьмой пар - к первой ивторой обкладкам шестого запоминающего конденсатора, свободные информационные выводы вторых ключей пятой,шестой, седьмой и восьмой пар и неиннертирующий вход дополнительного операционного усилителя соединены с шиной нулевого потенциала, управляющиевходы первых ключей первой, четвертой и шестой пар и управляющие входывторых ключей второй и третьей, седьмой и восьмой пар соединены с вторымвыходом генератора импульсов, третийвыход которого подключен к управляющим входам первых ключей, второй, третьей, седьмой и восьмой пар и к управляющим входам вторых ключей,первой, четвертой, пятой и шестойпар, свободный информационный вывод пятого ключа соединен с объединениыми информационными входами первогои второго ключей.