Функциональный преобразователь

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ) 64032 О Соиа Соеетских Социалистических Республик(1 В 8 З) д) Дата опуо,(иковапп 5 (пп(сап(55 50 12.7 ь 172) 5 в о р ы пзб)н тсппя А. 1. Ьур 5 и 10. 5. 11 икулп Заявитель 154) ФУИКЦИ 01 ЛЛЬИЪ 151 ПРЕОЬРАОБЛОт"ЛЬ Изобретение относится и вычислительной технике и автоматике.Извсстен функциональный преобразователь, выполненный на полупроводниковых диодах и операционных усилителях 1).Он обладает невысокой точностью воспроизведения заданной характеристики за счет влияния нелинейности начального участка характеристик диодов, а также малой 5 увствитсльностью.На 55 бог(се близким техническим решением к изобрстепи(о является функциональный прсобразоватсль (2), содержащий входной опсрациоцный усилитель с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через переменные масштабные резисторы первой группы подкгиочсн к анодам соответствующих стабилитронов, катоды которых соединены с выходом операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен второй масштабный резистор, вход входного операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с входом преобразователя и через четвертый масштабный резистор - с выходом операционного усилителя, вход которого через пятый масштабный резистор соединен с выходом входного операционного усилителя, анод каждого стабилитрона через соответствующий переменный масштабный резистор ьторо( (1)сипы (.осдппсп (: пс)1 вы:( выводом шестого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу сумматора с седьмым масштабным резистором в цепи обратной связи, выход лмматора является выходом преобразователя, а его вход через восьмой масштабный резистор соединен с выходом входного операционного усилителя.1-1 сдоста 1 ком преобразователя являсгсянизкая точ нось Воспроизведен п я функций за счет влияния непдсальности характеристик стабилптроов.Цельо изоорстепня ляется нов 5(5 ениеточности воспропзьсдснпт ункц 5(5(,Для этого предложенный функциональный преобразователь содержит блок дифференцирования, ревсрспвный счетчик, дешифратор, управлясмыс ключи и делитель 20 напряжения, подключенный между шинойопорного напряжспя и шиной илевого потенциала, срсднпс выводы переменных резисторов делителя напряжения подключены к входам соответствующих управляемых 25 ключей, выходы которых через соотвстствующие входные масштабнь(с резисторы подключены к входу сумматора, управляющие входы управляемых кл 5 очсй подключены к выходам депи(рратора, входы которого со- О сдппены с выходами реверсивного счетчи0320 15 60 65 643ка, входы реверсивного счетчика через блокдифференцирования подключены к выходуоперационного усилителя.На чертеже изображен предлагаемьш преобразователь.Функциональный преобразователь содержит входной операционный усилитель 1 спервым масштабным резистором 2 в цепиобратной связи, вход которого через переменные масштабные резисторы первой группы 31 - Зподключен к анодам соответствующих стабилитронов 4, - 4, катоды которых соединены с выходом операционногоусилителя 5 со вторым масштабным резистором 6 в цепи обратной связи. Вход входного операционного усилителя 1 через третий масштабный резистор 7соединен со входом преобразовате-ляи через четвертый масштабный резистор8 - с выходом операционного усилителя 5,вход которого через пятый масштабный резистор 9 соединен с выходом входного операционного усилителя 1. Анод каждого стабилитрона 4, - 4 через соответствующийпеременный масштабный резистор 10, - 10второй группы соединен с первым выводомшестого масштабного резистора 11, второйвывод которого подключен ко входу сумматора 12 с седьмым масштабным резистором13 в цепи обратной связи, Выход сумматора 12 через восьмой масштабный резистор14 соединен с выходом входного операционного усилителя 5. Кроме этого, преобразователь содержит блок дифференцирования 15,реверсивный счетчик 16, дешифратор 17,управляемые ключи 18 о - 18 и делитель напряжения 19. Средние выводы переменныхрезисторов 20 о - 20 делителя напряжения19 подключены ко входам соответствующихуправляемых ключей 18 о - 18, выходы которых через соответствующие входные масштабные резисторы 21 о - 21 подключеныко входу сумматора 12.Функциональный преобразователь работает следующим образом.Операционный усилитель 5 взят с высоким коэффициентом усиления с целшо получения больших скачков сигнала па его выходе в моменты перехода на новые участкиаппроксимации,Работой стабилитронов 4, - 4, воспроизводятся участки аппроксимации заданнойнелинейной функции.Переменными масштабными резисторами31 - Зи 101 - 10 устанавливаются наклоныучастков аппроксимации и необходимый токдля компенсации скачка выходного сигналапри переходе на новый участок аппроксимации.Переменными резисторами 20 о - 20 производится независимая установка ординатточек излома аппроксимированной кривой.Блок дифференцирования 15 формируетимпульсыположительной и отрицательнойполярностей в моменты перехода на новые 5 25 30 35 40 45 50 55 участки аппроксимации соответственно прн положительной и отрицательной производных от входного сигнала преобразователя. Реверсивный счетчик 16 производит суммирование импульсов, поступающих с выходов блока дифференцирования 15, При этом прямой счет соответствует увеличению входного сигнала (положительная производная), а обратный счет - уменьшению входного сигнала (отрицательная производная) преобразователя. На выходе счетчика 16 формируется код, определяемый разностью числа положительных и отрицательных импульсов, который подается на входы дешифратора 17.Дешифратор 17 имеет и выходов, причем одновременно имеется сигнал только на одном выходе (где и - число участков аппроксимации).При отсутствии входного сигнала реверсивный счетчик 16 находится в исходном состоянии, при котором на его выходах сигналы отсутствуют. С нулевого выхода дешифратора 17 снимается сигнал, открывающий ключ 18 о, который подает на вход сумматора 12 напряжение, обеспечивающее на его выходе требуемое начальное значение выходного сигнала.Г 1 ри наличии входного сигнала цепью его прохождения является входной операционный усилитель 1, у которого на начальном участке масштабным резистором 8 устанавливается величина положительной обратной связи такой, чтобы сигнал на его выходе соответствовал требуемому наклону начального участка, С выхода входного операционного усилителя 1 сигнал поступает на вход сумматора 12. При этом на выходе сумматора 12 появляется суммарный сигнал, соответствующий начальному участку функ. ции.При увеличении входного сигнала поло жительной полярности, обеспечивающего падение напряжения на ма.штабном резне торе 8, соответствующее пробою первого стабилитрона 4, и переходу на участок большей крутизны, пробивается стабилит. рон 4, и обеспечивает подключение масштабного резистора 3, параллельно масштабному резистору 8, При этом полное сопротивление цепи обратной связи уменьшается, вследствие чего коэффициент обратной связи скачкообразно увеличивается и происходит переход на новый участок аппроксимации. На вход сумматора 12 подается сигнал, равный по величине и противоположный по знаку выходному сигналу входного усилителя 1 в момент перехода на новый участок аппроксимации по цепи: выход операционного усилителя 5, стабилитрон 4 масштабный резистор 10 ь сумматор 12, На выходе блока дифференцирования 15 появляется импульс положительной полярности, 64032045 50 55 который поступает на прямой вход реверсивного счетчика 16.На выходе реверсивного счетчика 16 формируется соответствующий код, который подается на входы дешифратора 17. На первом выходе дсшифратора 17 появляется сигнал, открывающий ключ 18 через который подается на вход сумматора 12 требуемое началы ое значение выходного сигнала следующего участка аппроксимации.При увеличении входного сигнала, обеспечивающего падение напряжения па масштабном резисторс 8, соответствующес пробою второго стабилитрона 4, и переходу на участок меньшей крутизны, пробивается стабилитрон 4 и обеспечивает подключение резистора 3 параллельно резистору 8, При этом полное сопротивление цепи обратной связи уменьшается, вследствие чего коэффициент обратной связи скачкообразно увеличивается.Резистор 10 подключается параллельно резистору 10 что приводит к воспроизведению нового участка аппроксимации.На выходе блока дифференцирования 15 появляется импульс положительной полярности, который поступает на прямой вход реверсивного счетчика 16.На выходе реверсивного счетчика 16 формируется соответствующий код, который подается на входы дешифратора 17. На втором выходе дешифратора 1 появляется сигнал, открывающий управляемый ключ 18, через который подается на вход сумматора 12 напряжение, обеспечивающее на его выходе требуемое начальное значение выходного сигнала следующего участка аппроксимации.При дальнейшем увеличении входного сигнала последовательно пробиваются стабилитроны 4, - 4. Преобразователь при этом работает аналогично,При уменьшении, входного сигнала последовательно закрываются стабилитроны 4 - 4, которые обеспечивают скачкообразное уменьшение коэффициента обратной связи входного усилителя 1, что приводит к отрицательным скачкам сигнала на выходе операционного усилителя 5. При этом на выходе блока дифференцирования 15 появляются импульсы отрицательной полярности, которые поступают на обратный вход реверсивного счетчика 16. Преобразователь при этом работает так же, как описано выше. 5 10 15 20 25 30 35 40 Предлагаемый функциональный преобразогатель позволяет повысить точность воспроизведения функций.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий входной операционный усилитель с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через переменные масштабные резисторы первой группы подключен к анодам соответствующих стабилитронов, катоды которых соединены с выходом операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен второй масштабный резистор, вход входного операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с входом преобразователя и через четвертый масштабный резистор - с выходом операционного усилителя, вход которого через пятый масштабный резистор соединен с выходом входного операционного усилителя, анод каждого стабилитрона через соответствующий переменный масштабный резистор второй группы соединен с первым выводом шестого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу сумматора с седьмым масштабным резистором в цепи обратной связи, выход сумматора является выходом преобразователя, а его вход через восьмой масштабный резистор соединен с выходом входного операционного усилителя, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок дифференцирования, реверсивный счетчик, дешифратор, управляемые ключи и делитель напряжения, подключенный между шиной опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, средние выводы переменных резисторов делителя напряжения подключены к входам соответствующих управляемых ключей, выходы которых через соответствующие входные масштабные резисторы подключены к входу сумматора, управляющие входы управляемых ключей подключены к выходам дешифратора, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, входы реверсивного счетчика через блок дифференцирования подключены к выходу операционного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР314213, кл. 6 066 7/26, 1971.2, Авторское свидетельство СССР141644, кл. б 060 7/28, 1960.аз 229/14 11 ПО Го Изд.781 Тираж 799 Подписноственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2