Функциональный преобразователь

(51)М. Кл. 6 06 6 7/26 с присоединением заявки,% Гооударстввииый комитет СССР по делам извбретеиий и отврытиХ(72.) Авторы изобретен Комаров и И, Э. Мати 1) Заявител сковский ордена Лениим, Серго Ордж авиациошый инникидзе(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение лительной техникИзвестен функ содержащий дио дифференциальнь оговой вычи носится к циональныидные элеменй операцион реобразователь,, резисторы ий усилитель 11. Недостаток устройства - наличие погреш. ности, обусловленной входными токами диф. ференциального операционного усилителя, которая возникает вследствие изменения вели 10 чины эквивалентного сопротивления, подключенного к инвертирующему входу лри изменении входного сигнала.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий дифференциальный операционный усилитель, выход которого является выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом дифференциального операционного усилителя, балансировочный резистор, включенный между неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и шиной нулевого потенциала й двухвходовых диодных элементов,каждый из которых выполнен на последовательно соединенных входном резисторе и резисторе смещения, а также коммутирующемдиоде, включенном между общим выводомвходного резистора и резистора смещения нинвертирующим входом дифференциальногооперационного усилителя, свободные выводывходных резисторов двухвходовых диодныхэлементов объединены и являются входомпреобразователя, свободные .выводы резисто.ров смещения двухвходовых диодных элементов соединены с шиной опорного напряжения, компенсирующий элемент, выполненный на последовательно соединенных компенсирующем резисторе и ключе, включенных меж.ду неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя и шиной нуле.вого потенциала, последовательно соединенныхпервом и втором масштабных резисторах, общий вывод которых соединен с управляющим .входом транзисторного клюц"., второй выводпервого масштабного резистора соединен совходом преобразователя 121Недостаток такого преобразователя - ограниченная точность, поскольку в нем невозмож.на полная компенсация погрешности, обусловленной входными токами дифференциальногооперационного усилителя. Это связано с тем,что закон изменения сопротивления компенсирующего элемента определяется в основномхарактеристиками транзисторов.Цель изобретения - повышение точностипреобразователя за счет более полной компен.сапки погрешности, обусловленной входнымитоками дифференциального операционного усилителя,Указанная цель достигается тем, что функ.циональный преобразователь, содержащий диф.ференциальный операционный усилитель, выходкоторого является выходом преобразователя,резистор обратной связи, включенный междуинвертируюшим входом и выходом дифференциального операционного усилителя, балансировочный резистор, включенный между неинвертирующим входом дифференциального опе.рационного усилителя и шиной нулевого потенциала, й двухвходовых диодных элементов,каждый из которых выполнен на последова.тельно соединенных входном резисторе и резисторе смешения, а также коммутирующемдиоде, включенном между общим выводомвходного резистора и резистора смещения иинвертирующим входом дифференциальногооперационного усилителя, свободные вуводывходных резисторов двухвходовых диодныхэлементов объединены и являются входомпреобразователя, свободные выводы резисто.ров смешения двухвходовых диодных эле.ментов соединены с шиной опорного напряже.ния, компенсирующий элемент, выполненныйнапоследовательно соединенных компенсирующем резисоре и ключе, включенных между не.инвертируюшим входом дифференциальногооперационного усилителя и шиной нулевогопотенциала, последовательно соединенных первом и втором масштабных резисторах, об.щий вывод которых соединен с управляю-.щим входом ключа, второй вывод первогомасштабного резистора соединен со входомпреобразователя, содержит (М) дополнительных компенсирующих элементов, аналогичных основному и подключенных параллельно основному, причем вторые выводы вторых масштабных резисторов основного и дополнительных компенсирующих элементовподключены к шине опорного напряжения.На чертеже приведена схема преобразователя.Преобразователь содержит дифференциаль.ный операционный усилитель 1, балансировочный резистор 2, резистор обратной связи 3,й диодных элементов 4, 4, каждый из которых выполнен на входном резисторе 5, ., 5 и, резисторе 6, 6 и и коммутирующем диоде 71, компенсирую. щпе элементы 8, 8, каждый из кото. рых выполнен на компенсирующем резисторе 9,9 д, ключе 10 104, нервом и втором масштабных резистор 11 11 и 12, 12 ц .Преобразователь работает следующим обра. зом.Известно, что погрешность обусловленная входными токами операционного усилителя, . минимальна при выполнении условия:й, )где В и - эквивалентное сопротивление, подключенное к инвертирующему входу;В ц - эквивалентное сопротивление, под.ключенное к неинвертирующемувходу.Сопротивление, подключенное к инвертирую. щему входу, может быть записано41 ц= - +Е - ,Л)РЪ 4:МР л й -, .Р;ЖР 6) )где В, - сопротивление резистора 3 обратной связи;В , - сопротивление входного резистора5; .го диодного элемента 4ВЬ, - сопротивление резистора 6;госмещения диодного элемента 4- число включенных диодных элемен.тов 4;, ,4 ц.Из этой формулы вцдно, что эквивалент. ное сопротивление, подключенное к инверти. рующему входу усилителя постоянного тока УПТ, зависит от 1 и,значит от входного напряжения преобразователя Овх.Сопротивление, подключенное к неинверти. рующему входу, может быть рассчитано по формулегде В - сопротивление балансировочного ре.зистора 2;В, . - сопротивление 1-го компенсирующего резистора 9и - число включенных ключей 10 ,Ю 1Бащ выполнить условияВЭ ВзВ 51 В 444 В 64 В 1 В 4В 4)где В - сопротивление первого масштабногорезистора 11; .го компенсирующего элемента 8В, э - сопротивление второго масштабногорезистора 12; ,го компенсирующегоэлемента 8В 91 - сопротивление .го компенсирующегорезистора 9то при 1 = и - сопротивление, подключенное к инвертирующему входу, равно сопротивлению, подключенному к неинвертирующему вхо. ду, и погрешность, обусловленная входными токами операционного усилителя, минимальна во всем диапазоне изменения входного напряжения.Поскольку условия (4) легко могут быть выполнены при воспроизведении различных функциональных зависимостей, то степень компенсации погрешности, обусловленной вход ными токами операционного усилителя, в предлагаемом преобразователе выше, чем у известном, и компенсация обеспечивается практически для любых функциональных зависимостей.Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность функционально. го преобразования, особенно в случае применения дешевых операционных усилителей, входпае. токи которых, как правило, велики.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий дифференциальный операционный усили-, тель, выход которого является выходом пре. образователя, резистор обратной связи, включенный между инвертируницим входом и выходом дифференциального операционного усилителя, балансировочный резистор, включенный между неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя ишиной нулевого потенциала, И двухвходовыхдиодных элементов, каждый из которых вы.5 полнен на последовательно соединенных входном резисторе и резисторе смещения, а так.же коммутирующем диоде, включенном меж.ду общим выводом входного резистора и резистора смещения и инвертирующим входомдифференциального операционного усилителя,свободные выводы входных резисторов двухвходовых диодных элементов объединены иявляются входом преобразователя, свободныевыводы резисторов смещения двухвходовых15 днодных элементов соединены с шиной опор, ного напряжения, компенсирующий элемент,выполненный на последовательно соединенныхкомпенсирующем резисторе и ключе, включен.ных между неинвертирующим входом диффе.2 О ренциального операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, последовательно соединенных первом и втором масштабных резисторах, общий вывод которых соединен с управляющим входом ключа, второй вывод перэ 5 ного масштабного резистора соединен со входом преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности,он содержит (Й - 1) дополнительных компенсирующих элементов, аналогичных основномуи подключенных параллельно основному, причем вторые выводы вторых масштабных резисторов основного и дополнительных компенсирующих элементов подключены к шине опор.ного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Хо 590766,кл, 6 Об 0 7/26, 1977,2. Авторское свидетельство СССР Во .417799,кл, 6 06 6 7/26, 1974 (прототип).896638 оставитель Н. ехред С,Мигун едактор А. Мо аказ 11707/3 одписноеСР мите та крьтгии наб Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Тираж 731 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж - 35, Раушская