Диодный функциональный преобразователь

Союз Соеетскик Социалистическиз РеспубликЗависимое от авт. свидетельства чо 8 ( 128501718 л, 42 гпф, 7(2 аявлено 25,Х 1.1 016/18-24 с присоединением заявки М 12 ЪПК б 06 дДК 681.335.813 (088. ПриоритетОпубликовано 1Дата опубликов Комитет деламоткрытий стени СоветС нь М.Ъ.1970. Бюлл ииистро гя описания 27.И 1.197 Н. Сахаров ",нный институте АвторыизобретениЪ А. А. Маслов, В. А. Киселев сковский ордена Ленина авим. Серго Орджо ци ид аявител л".3 ИОДНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Предлагаемое устройство относится к аналоговой вычислительной технике.Известны функциональные преобразователи, содержащие операционный усилитель с диод- но-резисторными элементами, подключенными к источникам входного сигнала и опорного напряжения,Предлагаемый диодный функциональный преобразователь, содержащий трехвходовые диодные элементы, отличается тем, что третьи входы диодных элементов соединены с выходом операционного усилителя, Такое выполнение устройства обеспечивает возможность использования каждого диодного элемента дважды - в одном узле аппроксимации при его включении (выключении) и в другом узле - при его выключении (включении). Таким образом количество диодных элементов, необходимое для воспроизведения заданной функции, может быть уменьшено вдвое. Кроме этого, повышается точность и значительно упрощается расчет схемы.Схема устройства приведена на фиг. 1; на .фиг. 2 представлена зависимость токов ( -- (а - ( от входного напряжения У; на фиг. 3 - блок-схема функционального преобразователя с двухвходовыми диодно-резистор- ными элементами.На входе операционного усилителя 1 (фиг, 1) включены диодные элементы 2 п, выполненные по схеме с потенциально заземленными диодами Згг и дополнительнымн диодами 4 п и содержащие резисторы бп, бгг, 7 гг.Первые входы диодных элементов соединены 5 с источником входного сигнала У, вторыевходы - с источником опорного напряжения - Е, а третьи входы подключены к выходу операционного усилителя. Вход операционного усилителя соединен также через резистор 8 с 0 источником компенсирующего напряжения+Е Рассмотрим случай, когда при нулевомвходном сигнале диоды всех диодных элементов открыты, а потенциал на входе усилителя 15 за счет выбора сопротивления резистора 8 устанавливается равным нулю. Поскольку все резисторы 7 п включены через диоды параллельно операционному усилителю, усиление последнего при всех открытых диодах будет 20 минимальным. При достижении входным сигналом величины напряжения, равного сумме опорного напряжения - Е и выходного напряжения Е/, при равенстве сопротивлений резисторов 5 б 7 диод З 1 запирается. При этом 25 резистор 7, выключается из цепи обратнойсвязи операционного усилителя, коэффициент усиления которого увеличивается, а следовательно, увеличивается крутизна 5 токовой характеристики функционального преобразозо вателя,где 25 Зо 35 40 45 При вторичном достижении равенства указанных напряжений диод 31 отпирается, резистор 7 включается в цепь обратной связи операционного усилителя и, следовательно, изменяется крутизна токовой характеристики функционального преобразователя. При этом можно подобрать величины сопротивлений оезисторов 5 бь 7, так, чтобы при включении, как и при выключении диодного элемента, коэффициент усиления усилителя изменялся в одном направлении, причем на заданные законом разбиения функции величины.Легко доказать, что приращение наклона ЛК, в точке , равное разности К - Кг 1, и приращение наклона ЛК 1 в точке 1, равное разности К 1 - К 1 , для токовых характеристик функционального преобразователя могут быть выражены( 11 Г-)(2)5 у5 - наклон токовой характеристиУки диодного элемента по входу5и 5 - суммарные наклоны токовыххарактеристик диодных элементов в точкахи 1 соответственно,В выражении (1) К,1) Ки в выражении (2) К 1 1) К,1, поэтому приращения наклона ЛК, и ЛК 1 имеют одинаковый знак,Аналогично осуществляется работа остальных диодно-резисторных элементов,Для функционального преобразователя, схема которого представлена на фиг. 3, первыевходы диодных элементов 9, - 9 подключенык источнику входного сигнала (. Вход поопорному напряжению диодного элемента 9подключен через резистор 101 к источникуопорного напряжения - Е, а входы по опорному напряжению всех остальных диодных элементов (92 - 9) соединены через резисторы10. - 10 с выходом операционного усилителя 5101520,11. Выходы всех диодных элементов подклю,чены ко входу операционного усилителя. Ко входу операционного усилителя подключен также через резистор 12 источник входного сигнала С. В исходном состоянии, когда 0 = О, диодный элемент 91 закрыт, С ростом входного сигнала диодный элемент 91 открывается, и крутизна токовой характеристики 5 функционального преобразователя увеличивается, При дальнейшем росте входного сигнала последовательно выключаются диодные элементы 9, - 9. При этом происходит отключение резисторов 12, включенных при открытых диодах 132 - Ив цепь обратной связи операционного усилителя, а следовательно, увеличивается коэффициент усиления усили.теля и крутизна характеристики 5 функционального преобразователя.Значение крутизны токовой характеристики будет определяться выражением5; - аг - ьгде а = аЬ, а =; х, и у, соответственнох;проводимости входной цепи и цепи обратной связи функционального преобразователя привыключенных диодных элементах, а коэффициенты а и Ь определяются параметрами элементов функционального преобразователя. П р ед м ет изобретенияДиодный функциональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией, содержащий трехвходовые диодно-резисторные элементы, первые входы которых подключены к источнику входного сигнала, вторые входы - к источнику опорного напряжения, а выходы диодно-резистор ных элементов соединены со входом опер ационного усилителя, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей каждого элемента и повышения точности, третьи входы диодно-резисторных элементов подключены к выходу операционного усилителя,фиг, ЭСоставитель И. А. Шелипова Редактор Н, С. Коган Техред Л. Я. Левина Корректоры: Е. Ласточкинаи В. ПетроваЗаказ 2007/14 Тираж 480 Подписное Е 1 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2