Функциональный преобразователь

(22) Заявлено 10,07,78 (21)2639909/18-24с присоединением заявки Рй -(51)М. Кл, С 06 С 7/26 Государственный комитет на делам изобретений н открытнй(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике,Известен функциональный преобразователь, содержащий выходной сумматор, источник опорных напряжений и последовательнс параллельно включенные прецизи 5 онные диодные ограничители, выходы которых подключены ко входам выходного сумматора 1)Недостатком его является ухудшение1 О динамических характеристик, обусловленное последовательным включением прецизионных диодных ограничителей.Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является функ 15 циональный преобразователь, содержащий источник опорных напряжений, суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, и прецизионных диодных ограничителей, входы задания опорных напряжений которых подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, выходы через масштабные резисторы - ко входу суммирующегооперационного усилителя, и информационные входы объединены и являются входомфункционального преобразователя 21Недостатком такого преобразователяявляется то, что погрешность коэффициента передачи прецизионного диодного отраничителя на линейном участке, определяемая погрешностями резисторов, качеством диодов, дрейфом усилителя и др.,.приводит к снижению точности воспроизведения функции на выходе преобразователя, Поскольку при возрастании входного сигнала прецизионные диодные ограничители включаются параллельно, потрешность на выходе функционального преобразователя пропорциональна числу включенных прецизионных диодных ограничителей.Цель предлагаемого изобретения. - повьпдение точности функционального преобразователя,Это достигается тем, что функциональный преобразователь, содержащий источ3 752 ник опорных напряжений, суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, д прецизионных диодных огра- ничителей, входы задания опорных напряжений которых подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, выходы через масштабные резисторыко входу суммирующего операционного усилителя, а информационные входы объединены и являются входом функционального преобразователя, дополнительно содержит 2 и дополнительных масштабных ре-зисторов и П компараторов, выход каждого из которых через соответствующие дополнительные масштабные резисторы соединены со входом суммирующего операционного усилителя и с суммирующим входом соответствующего ему по номеру прецизионного диодного ограничителя, первый вход каждого компаратора кроме П -го, соединен со входом задания опор ного напряжения следующего по номеру прецизионного диодного ограничителя, а второй вход каждого компаратора соединен с информационным входом соответствующего ему по номеру прецизионного. диод- ного ограничителя, первый вход П -го компаратора соединен с соответствующим выходом источника опорных напряжений. На чертеже приведена блок-схема функционального преобразователя.Функциональный преобразователь содержит суммирующий операционный усилитель 1, масштабные резисторы 2, 22 и, дополнительные масштабные резисторы 3 33, прецизионные диодные ограничители 4, 42 4 п, компараторы 51, 5, , 5 источник 6 опорныхнапряжений.Функциональный преобразователь работает следующим образом,При подаче входного сигнала - Ц в,превышающего по модулю величину опорного сигнала 5 Од 1, срабатывает прецизионный диодный ограничитель 4 и наего выходе появляется сигнал Ц 1, пропорциональный входному сигналу О в.Сигнал 111 , передается через резистор21 и усилитель 1 на выход преобразователя, образуя первый участок аппроксимации воспроизводимой функции. При дальнейшем увеличении входного сигнала, когдаОО оп , срабатывает компаратор 5.е . и на его выходе появляется калиброванный по амплитуде сигнал Ьом 1,который через дополнительный масштабный резистор 3, выключает ограничитель 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 41 и через дополнительный масштабный резистор 3 1 и усилитель 1 передается на выход преобразователя, При этом выходное напряжение преобразователя равно значению аппроксимируемой функции в узловой точке, соответствующей концу первого участка аппроксимации воспроизводимойфункции. Это значение функции запоминается с помощью компаратора 51 при дальнейшем увеличении входного сигнала. Одновременно приО вхО оп срабатывает ограничитель 4 и на его выходе появляется сигнал 02, пропорциональный 0 вх, который через масштабный резистор 2 2 и усилитель 1 передается на выход преобразователя, образуя начало второго участка аппроксимации функции.Пр.иО вх 1 О оп 3 срабатывает компаратор 5и на его выходе появляется калиброванный по амплитуде сигнал Охом г, который через дополнительный масштабный резисторЗп+2 выключает ограничитель 4 2 и через масштабный резистор 3 и усилитель 1 передается на выход преобразователя. Величина вы ходного напряжения равна при этом значению аппроксимируемой функции в узловой точке, соответствующей концу второго участка аппроксимации функции с учетом сигнала, запомненного компаратором 51.При дальнейшем увеличении входного сигнала преобразователь работает аналогично указанному выше.Таким образом, в предлагаемом преобразователе независимо от величины входного сигнала и числа участков аппроксимации в работе участвует только один прецизионный диодный ограничитель, В зависимости от величины входного сигнала изменяется количество одновременно включенных компараторов, у которых легко обеспечить с высокой точностью независимость выходного напряжения от уровня входного сигнала. В предлагаемой схеме функционального преобразователя компараторы запоминают. значение аппроксимируемой функции в условных точках, тем самым устраняя суммирование погрешностей, обусловленных нестабильностью коэффициентов передачи прецизионных диодных ограничителей, Этим достигается повышение точности и стабильности функционального преобразователя.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий источник опорных напряжений, 5 75 суммирующий операционный усилитель, выход которого является выходом функционального преобразователя, и прецизионных диодных ограничителей, входы задания опорных напряжений которых подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, выходы через соответствующие масштабные резисторы ко входу суммирующего операционного усилителя, а информационные входы объединены и являются входом функционального преобразователя, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит 2 И дополнительных масштабных резисторов и и компараторов, выход каждого из которых через соответствующие дополнительные масштабные резисторы соединен со входом суммирующего операционного усилителя и с суммирую 2375 6щим входом соответствующего его по нэмеру прецизионного диодного ограничителя,первый вход каждого, компаратора, кромен -го, соединен со входом задания опорного напряжения следукицего по номерупрецизионного диодного ограничителя, второй вход каждого компаратора соединенс информационным входом соответствующего ему по номеру прецизионного диод 10 ного ограничителя, первый вход И -гокомпаратора соединен с соответствующимвыходом источника опорных напряжений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Сборник "Актуальные вопросы технической кибернетики". МНаука", 1972,с. 5, рис. 3,2, Патент франции1603729,кл, 5-06 С.7/26, 1971 (прототил).