Функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0408 ЯО (21) .2967591/18-24 (51 М. КЛ.з с присоединением заявки Ко С 06 0 7/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230482, Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 23.04,82(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к аналого= вой вычислительной технике.Известен диодный функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом преобразователя,.резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, и диод- но-резисторных элементов, каждый из которых выполнен на коммутирующем дирде "и двух резисторах, соединен- ных одними, выводами с анодом коммутирующего диода, свободные выводы входных резисторов диодно-резйстарных элементов соединены и являются входом преобразователя., свободный вывод второго входного резистора каждого из диодно-резисторных элементов соединен с шиной отрицательного опорного напряжения, катод ком-. мутирующего диода каждого диоднорезисторного элемента соединен с инвертирующим входом операционного усилителя Г 13., .25 Недостатком такого преобразова" теля является относительно низкая точность и сложность регулировки обусловленные суммированием харак-30теристик диодно-реэисторных элементов.Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, выход которого явля- .ется выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, и диод- но-резисторных элементов, каждый из ,которых выполнен на коммутирующем диоде и двух входных резисторах, соединенных одними выводами между собой, вторые выводы первого вход-ного резистора каждого,диодно-резнсторного элемента соединены и являются входом преобразователя, ка- тод коьееутирующего диода каждого диодно-резисторного элемента соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а анод - с общим выводом первого и второго входных резисторов 2Недостатком известного преобра.зователя является относительно низкая точность обусловленная малой величиной и нестабильностью входного тока операционного усилителя, который должен втекать в его неинвертирующий вход для обеспечения работоспособности преобразователя,Цель изобретения - повышение точности функционального преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель, выход которого. является выходом преобразователя, резистор об.ратной связи, включенный между инвертирующим входом и выходам опера"ционного усилителя, и диодно-резис"торных элементов, каждый иэ которыхвыполнен на коммутирующем диоде идвух входных резисторах, соединенных одними выводами между собой,вторые выводы первого входного резистора каждого диодно-резисторногоэлемента соединены и являются входом преобразователя, катод коммути"рующего диода каждого диодно-резис"торного элемента соединен с неин-вертирующим входом операционногоусилителя, дополнительно содержитрезистарный делитель напряжения,нагрузочный резистор, а в каждомдиодна-резисторном элементе - коммутирующий транзистор, коллектор которого подключен к шине коллекторного напряжения, эмиттер - к анодукоммутирующего диода., а база - к общему выводу первого и второго входных резисторов,. второй вывод второго входного резистора каждого диодно-резисторнога элемента соединен ссоответствующим выводом резисторного делителя напряжения вКхпеченногомежду шиной опорного напряжения ишиной нулевого потенциала, нагрузочный резистор включен между шинойнулевого потенциала и неинвертирующим входом операционного усилителя.На чертеже приведена схема преобразователя,Преобразователь содержит операционный усилитель 1, резистор 2 обратной связи, и диодно-резисторныхэлементов 3 Зп, каждый из которых выполнен на коммутирующемдиоде 4 4, первом 5 1.5 и.и втором б 6 входных резисторах и коммутирующем транзисторе 7 7, резисторный делитель 8 напряжения, выполненный нарезисторах 8 8, и нагруэачный резистор 9.Преобразователь работает следующим образом,При отсутствии входного напряжения 0 все коммутирующие транзисторы 7 7 п и диоды 41 4 пдиодно-резисторных элементов 33закрыты. Па мере увеличения входного напряжения открывается,транзистор 71 и диод 4 элемента 31. Потенциал йа неинвертирующем входе ина выходе операционного усилителя 1 увеличивается в соответствии с первым участком аппроксимации воспроизводимой функции. При этом, можноподобрать величины сопротивленийрезисторов 88 делителя О на" 5 пряжения так, чтобы потенциал набазе транзистора 7изменялся сбольшим (по модулю) смещением и про"изводной, чем на базе транзистора 7.При достижении потенциала на базе 1 О транзистора 7 величины большей,чемвеличина потенциала,на базе транзистора 7, транзистор 7 и диод 4 открываются, а транзистор 7 и диод 4закрыващтся. Потенциал на неинвер тирующем входе и на выходе операционного усилителя 1 при этом изменяется в соответствии с вторым участ"ком аппроксимации воспроизводимойфункции. При достижении потенциалана базе транзистора 7, транзистор7 и диод 4 открываются, а тран"зистор 7 и диод 4 закрываются.Потенциал на неинвертирующем входеи на выходе операционного усилителя" 1 при этом изменяется в соответствии с третьим участком аппроксимации моделируемой функции. Аналогично работают остальные диодно-резисторные элементы 34 3.На каждом участке аппроксимациивоспроизводимой функции работаеттолько один диодно-реэисторный элемент 3, и соответственно толькоодин коммутирующий транзистор 7 идиод 4, через эмиттерно-коллектор ные цепи которых и нагрузочный резистор 9 протекает ток от источника коллекторного напряжения, Сопротивление нагрузочного резисторавыбирается из условия работы всех 40 транзисторов 7 7 п и диодов4 4на линейном участке вольтамперных характеристик.Таким образом входная характерис"тика преобразователя на каждом 1-мучастке аппроксимации воспроизводимой функции формируется эмиттернымповторителем образованным транзистором 7 диодом 4 и нагрузочнымрезистором 9. При этом входной токоперационного усилителя 1, на котором реализован буферный повторительнапряжения, может быть бесконечномалым и иметь произвольное направление, а влияние его нестабильности на точность преобразователя существенна уменьшается. Это связанос тем, что ток, .протекающий черезнагрузочный резистор 9, может нанесколько порядков превышать входной так операционного усилителя 1.Величина сопротивления нагрузочного резистора 9 может выбиратьсядостаточно малой при сохранении высокого входного сопротивления преобразователя, определяемого входнымирезисторами б б, 5 5,922797 Формула изобретения благодаря высокому входному сопротивлению эмиттерных повторителей, реализуемых на транзисторах 77.Следует. отметить; чЪо трайзисторы 717 в преобразователе сочетают функцию усиления с функцией коммутации, что позволяет использовать п 1 еДлагаемый Преобразователь без коммутирующих диодов 4 4. В этом случае работа преобразователя обеспечивается за счет запирания всех транзисторов 71 7, кроме одного, на базе которого имеется наибольшее напряжения за счет отрицательной обратной связи по. цепи эмиттер-база. Сохранение коммути рующих диодов 41 4 в схеме преобразователя способствует снижению требований к транзисторам 7, 7, по максимальному допустимому напряжению на переходе эмиттер-база.Таким образом, благодаря использованию усилительных свойств коммутирующихтранзисторов предлагаемйй ;преобразователь имеет более высокую точность, чем известный. Кроме того, дополнительным преимуществом является расширение класса воспроизводимых функций за счет воэможности применения логической опера ции выделения не только наибольшего, но и наименьшего из сигналов. При этом схема преобразователя отличает ся лишь типом применяемых транзисторов. Функциональный преобразователь, содержащий операционный усилитель,выход которого является выходом преобразователя, резистор обратной связи, включенный между инвертирующимвходом и выходом операционного усиглителя, и диодно-резисторных элемен 5тов, каждый из которых выполнен накоммутирующем диоде и на двухвходных резисторах, соединенных однимивыводами между собой, вторые выводы первого входного резистора каждого диодно-резисторного элемента10 соединены и являются входом преобразователя, катод коммутирующегодиода каждого диодно-резисторногоэлемента соединен е неинвертирующимвходом операционного. усилителя, о т 5 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, он содержит резисторный делитель напряжения,нагрузочный резистор, а в каждомдиодно-резисторном элементе - комму 2 О тирующий транзистор, коллектор кото;рого подключен к шине коллекторногонапряжения, эмиттер - к аноду коммутирующего диода, а база - к общемувыводу первого и второго входных25 резисторову Второй Вывод второговходного резистора каждого диоднорезисторного элемента соединен с соответствующим выводом резисторногоделителя напряжения, включенногомежду шиной опорного напряжения ишиной нулевого потенциала, нагрузочный резистор включен между шиной яулевого потенциала и неинвертирующимвходом операционного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 268754, кл. 6 06 6 7/26, 1970.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2798938/18-24,40 кл. 6 06 6 7/26, 1979 прототип).Тираж 73 Государст делам иэоб осква, ЖПодписноеого комитета СССРний и открытийадская иаб., д. 4/5