Функциональный преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическинРеспубпик и 752377(51)М. Кд, Ь 06 6 7/26 Воударотеенный комитет СССР до делам наабретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к области ана-логовой вычислительной техники,Известен универсальный функциональный преобразователь, содержащий входнойи выходной инверторы, резистивный делитель входного напряжения, компараторы,коммутирующие устройства, управляемыеключи на полевых транзисторах и сопротивления, задающие крутизну и смещениекаждого участка аппроксимации, реализу 1 Оющий кусочно-линейную аппроксимациюфункций 11 .Его недостатком является сложностьнастройки, осуществляемой заменой резисторов.Наиболее близким техническим решением является преобразователь, содержащий инвертор с первым масштабным резистором в цепи обратной связи, вход которого через второй масштабный резисторсоединен со входом преобразователя ипервыми входами компараторов, вторыевходы компараторов подключены к соответствующим в тводам реэистивного делителя напряжения, включенного между выходом источника опорного напряжения ишиной нулевого потенциала, выход каждогокомпаратора подключен к управлятощимвходам соответствующей пары управляемых ключей, выходы которых соединеныс инвертирующим входом выходного операционного усилителя с третьим масштабнымрезистором в цепи обратной связи, неинвертирующий вход выходного операционного усилителя через балансировочный резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через четвертый масштабный резистор - со средним выводом потенциометра балансировки напряжения, подключенного к выходам источника опорногонапряжения, ртнвертирующий вход выходногосумматора через переменный масштабныйрезистор соединен со входом преобразователя, вход первого управляемого клточакаждой пары управляемых ключей черезтокозадающий резистор соединен со средним выводом соответствующего потенциометра установки напряжения смещения.15 3 752 подключенного к выходам источника. опорного напряжения, а вход второго управляемого ключа соединен со средним выводом соответствующего потенц иометра задания крутизны через входной масштабный3 5 резистор, первый вывод каждого потенциометра задания крутизны соединен с выходом инвертора, а второй вывод - со входом преобразователя 2Его существенным недостатком является сложность, обусловленная применением большего количества ключей на полевых транзисторах.Цель изобретения - упрощение устройства.Это достигается тем, что в функциональном преобразователе, содержащем с ключей, делитель напряжения, инвертор, вход которого является входом преобразователя, о потенциометров задания крутиз- о ны подключенных неподвижными контактами ко входу и выходу инвертора, О резисторов задания крутизны, подключенных к подвижным контактам потенциометра задания крутизны, источник опорного напряжения, подключенный средним выводом к шине нулевого потенциала, Р +1 потенциометров задания напряжения смещения, подключенных неподвижными контактами к выходам источника опорного напряже Зо ния., ь+ 1 резисторов задания напряжения смещения, подключенных к подвижным контактам потенциометров задания напряжения смещения, выходной операционный усилитель, неинвертирующий выход которого соединен со свободным выводом О +1 резистора задания напряжения смещения и через балластный резистор с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход - с выходами ключей и через пере О менный входной резистор - со входом преобразователя, между выходом выходного операционного усилителя, являющимся выходом преобразователя и его входом включен резистор обратной связи,компара торов, подключенных первыми входами ко входу инвертора, вторыми входами - к выходам делителя напряжения;включенного между шиной нулевого потенциала и выходом источника опорного напряжения, а выходами - к управляющим входам ключей, вход каждого ключа соединен со свободными выводами соответствующих ему по номеру резистора задания крутизны и резистора задания напряжения смещения. На чертеже приведена схема функционального преобразователя,377 4Функциональный преобразсватель сдержит инвертор 1, источник 2 опорного напряжения, делитель напряжения 3,о компаратордв 4,1, 4 ,о +1 потенциометров задания напряжения смещения55+ л потенциометров задания,Окрутизны 64,.6 П+1 резисторов задания напряжения смещения 7, 74 " О 1 Ло резисторов задания крутизны 8,8, ключей 9, 9 п, балластныйрезистор 10, выходной операционныи усилитель 11, резистор обратной связи 12,входной переменный резистор 13.Преобразователь работает следующимобразом.Входное напряжение подается на пер. вые входы каждого иэ компараторов4 - 4, а на вторые входы подаютсяопорные напряжения О, 01О отделителя напряжения 3, задающие положение узлов аппроксимации,При О 8 Х ( О 4 все компараторы4.4 п йаходятся в состоянии, при котором все ключи 99 закрыты, ивыходное напряжение операционного усилителя 11 равноО: О +Ь- напряжение начального смеощения, задаваемое потенциометром 5 л и резистором 7 л и 10.При О) О 04 выходной сигналкомпаратора 4открывает ключ 94 ивыходной сигнал преобразователя можно записать в следующем виде где К - коэффициент, определяемый положением среднего вывода потенциометра 6и величинойсопротивления входного резистора 8,- напряжение смещения, определяемое положением среднего вывода потенциометра 5 и величиной сопротивления токозадающего резистора 7 лАналогична работа преобразователя на следующих участках линейной аппроксимации при О 0, )О О 1 О О2 4 ВХ 3" О 0 )ОП5 7523где Ь - количество линейных участковаппроксимации.Число участков аппроксимации воспроизводимой функции выбирается в зависимости от требуемой точности преобразования.Преобразователь может воспроизводитьфункции монотонно возрастающие, монотонно убывающие, а также функции имеющие перегибы и разрывы, 10В качестве компараторов 44инвертора 1 и выходного операционногоусилителя можно, например, использоватьинтегральные операционные усилители, ав качестве ключей - полевые транэисторы.Предлагаемый преобразователь имеетпри одинаковом количестве участков аппроксимации в два раза меньше ключей,чем известный, что позволяет упростить 20еГо структуру и снижение стоимости,формула изобретенияфункциональный преобразователь, со держащий г 1 ключей, делитель напряжены, инвертор, вход которого является входом преобразователя, 1 Ъ потенциометров задания крутизны, подключенных неподвижными контактами ко входу и выходу инвертора, 10 О резисторов задания крутизны, подключенных к подвижным контактам потенциометров задания крутизны, источник опорного напряжения, подключенный средним выходом к шине нулевого потенциала, 35 (0+1) потенциометров задания напряже 77 6ния смещения, подключенных неподвижми контактами к выходам источника опорного напряжения, (0+1) резисторов задания напряжения смещения, подключенных кподвижным контактам потенциометров задания напряжения смещения, выходной операционный усилитель, неинвертирующийвход которого соединен со свободным выводом (О +1)-го резистора задания напряжения смещения и через балластный резистор с шиной нулевого потенциала, инвентирующий вход - с выходами ключей ичерез переменный входной резистор - совходом преобразователя, между выходомвыходного ойерационного усилителя, являющимся выходом преобразователя и еговходом включен резистор обратной связи,й компараторов, подключенных первымивходами ко входу инвертора, вторыми входами - к выходам делителя напряжения,включенного между шиной нулевого потенциала и выходом источника опорногонапряжения, а выходами - к управляющимвходам ключей, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения структуры,вход каждого ключа соединен со свободными выводами соответствующих ему пономеру резистора задания крутизны ирезистора задания напряжения смещены.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США % 3622700,кл. 235-197, 1971.2. Авторское свидетельство СССР598092, кл, 6-06 б/26, 1978