发明名称 非线性函数发生器与函数变换器及通用非线性校正器
摘要 本发明涉及非线性函数发生器与函数变换器及通用非线性校正器,属于信号变换、自动控制与测量技术领域。非线性函数发生器有简易型与合成型、反相与同相折线型、反相与同相三角波合成型与正弦波合成型等形式,函数变换器由输入与输出增益控制器、非线性函数发生器组成,输入与输出增益控制器采用双极性增益可调放大器,非线性校正器有直馈式、反馈式、组合式三种形式,非线性校正器则由加权组合器、函数变换器、输出合成器组成,通用非线性校正器由零位调整电路与非线性校正器组成,高阻型(通用)非线性校正器则为前置电压跟随器的(通用)非线性校正器。
申请公布号 CN101866194A 申请公布日期 2010.10.20
申请号 CN201010199660.9 申请日期 2010.06.04
申请人 上海大学 发明人 朱明;陈觉晓;张金龙;叶明;司霞
分类号 G06F1/02(2006.01)I 主分类号 G06F1/02(2006.01)I
代理机构 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 代理人 顾勇华
主权项 一种非线性函数发生器,有一个输入端un与一个输出端vn,根据结构的不同有简易型单值非线性函数发生器与合成型单值非线性函数发生器、反相折线型单值非线性函数发生器与同相折线型单值非线性函数发生器、反相三角波合成型周期非线性函数发生器与同相三角波合成型周期非线性函数发生器、反相正弦波合成型周期非线性函数发生器与同相正弦波合成型周期非线性函数发生器八种形式;其特征在于:简易型单值非线性函数发生器由运放、电位器、非线性元件与多个电阻组成,运放的同相输入端接电位器的滑动端,电位器的二个固定端一端通过电阻接非线性函数发生器的输入端un、另一端通过电阻接地,运放的反相输入端通过非线性元件与电阻的串联电路接非线性函数发生器的输入端un、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;合成型单值非线性函数发生器由运放、电位器与多个非线性元件、多个电阻组成,将多个电阻与非线性元件并联的电路串联组成非线性组合电路,运放的同相输入端接电位器的滑动端,电位器的二个固定端一端通过电阻接非线性函数发生器的输入端un、另一端通过电阻接地,运放的反相输入端通过电阻接非线性函数发生器的输入端un、同时通过非线性组合电路接运放的输出端,运放的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;反相折线型单值非线性函数发生器由多个反相饱和放大器与平衡加法器组成,反相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,平衡加法器有与反相饱和放大器个数相等的信号输入端、一个平衡输入端与一个输出端,所有反相饱和放大器的输入端同时接非线性函数发生器的输入端un,同时所有反相饱和放大器的输出端分别与平衡加法器的相应信号输入端连接,平衡加法器的平衡输入端接非线性函数发生器的输入端un,平衡加法器的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的平衡加法器由运放与多个电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接地,运放的反相输入端通过电阻接平衡加法器的平衡输入端、通过多个电阻分别接平衡加法器的多个信号输入端、并通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为平衡加法器的输出端;同相折线型单值非线性函数发生器由多个同相饱和放大器与平衡减法器组成,同相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,平衡减法器有与同相饱和放大器个数相等的信号输入端、一个平衡输入端与一个输出端,所有同相饱和放大器的输入端相连接并接为非线性函数发生器的输入端un,或者所有同相饱和放大器依次链接,即:前一个同相饱和放大器的输出端与后一个同相饱和放大器的输入端相连,首个同相饱和放大器的输入端接为非线性函数发生器的输入端un,同时所有同相饱和放大器的输出端分别与平衡减法器的相应信号输入端连接,平衡减法器的平衡输入端接非线性函数发生器的输入端un,平衡减法器的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的平衡减法器由运放与多个电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接平衡减法器的平衡输入端、并通过电阻接地,运放的反相输入端通过多个电阻分别接平衡减法器的多个信号输入端、并通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为平衡减法器的输出端;反相三角波合成型周期非线性函数发生器由多个反相三角波生成单元与合成加法电路组成,反相三角波生成单元有一个输入端与一个输出端,合成加法电路有与反相三角波生成单元个数相等的输入端与一个输出端,所有反相三角波生成单元依次链接,即:前一个反相三角波生成单元的输出端与后一个反相三角波生成单元的输入端相连,首个反相三角波生成单元的输入端接为非线性函数发生器的输入端un,同时所有反相三角波生成单元的输出端分别与合成加法电路的相应输入端连接,合成加法电路的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的反相三角波生成单元由反相饱和放大器与线性加法器组成,反相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,线性加法器有二个输入端与一个输出端,反相饱和放大器的输入端与线性加法器的第一输入端连接并接为反相三角波生成单元的输入端,反相饱和放大器的输出端与线性加法器的第二输入端连接,线性加法器的输出端接为反相三角波生成单元的输出端;同相三角波合成型周期非线性函数发生器由多个同相三角波生成单元与合成加法电路组成,同相三角波生成单元有一个输入端与一个输出端,合成加法电路有与同相三角波生成单元个数相等的输入端与一个输出端,所有同相三角波生成单元依次链接,即:前一个同相三角波生成单元的输出端与后一个同相三角波生成单元的输入端相连,首个同相三角波生成单元的输入端接为非线性函数发生器的输入端un,同时所有同相三角波生成单元的输出端分别与合成加法电路的相应输入端连接,合成加法电路的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的同相三角波生成单元由同相饱和放大器与线性减法器组成,同相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,线性减法器有一个同相输入端与一个反相输入端及一个输出端,同相饱和放大器的输入端与线性减法器的反相输入端连接并接为同相三角波生成单元的输入端,同相饱和放大器的输出端与线性减法器的同相输入端连接,线性减法器的输出端接为同相三角波生成单元的输出端;反相正弦波合成型周期非线性函数发生器由多个反相正弦波生成单元与合成加法电路组成,反相正弦波生成单元有一个输入端、一个三角波输出端与一个正弦波输出端,合成加法电路有与反相正弦波生成单元个数相等的输入端与一个输出端,所有反相正弦波生成单元经其输入端与三角波输出端依次链接,即:前一个反相正弦波生成单元的三角波输出端与后一个反相正弦波生成单元的输入端相连,首个反相正弦波生成单元的输入端接为非线性函数发生器的输入端un,同时所有反相正弦波生成单元的正弦波输出端分别与合成加法电路的相应输入端连接,合成加法电路的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的反相正弦波生成单元由反相饱和放大器与线性加法器及三角正弦波形转换器组成,反相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,线性加法器有二个输入端与一个输出端,三角正弦波形转换器有一个输入端与一个输出端,反相饱和放大器的输入端与线性加法器的第一输入端连接并接为反相正弦波生成单元的输入端,反相饱和放大器的输出端与线性加法器的第二输入端连接,线性加法器的输出端与三角正弦波形转换器的输入端连接并接为反相正弦波生成单元的三角波输出端,三角正弦波形转换器的输出端接为反相正弦波生成单元的正弦波输出端;同相正弦波合成型周期非线性函数发生器由多个同相正弦波生成单元与合成加法电路组成,同相正弦波生成单元有一个输入端、一个三角波输出端与一个正弦波输出端,合成加法电路有与同相正弦波生成单元个数相等的输入端与一个输出端,所有同相正弦波生成单元经其输入端与三角波输出端依次链接,即:前一个同相正弦波生成单元的三角波输出端与后一个同相正弦波生成单元的输入端相连,首个同相正弦波生成单元的输入端接为非线性函数发生器的输入端un,同时所有同相正弦波生成单元的正弦波输出端分别与合成加法电路的相应输入端连接,合成加法电路的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn;所述的同相正弦波生成单元由同相饱和放大器与线性减法器及三角正弦波形转换器组成,同相饱和放大器有一个输入端与一个输出端,线性减法器有一个同相输入端与一个反相输入端及一个输出端,三角正弦波形转换器有一个输入端与一个输出端,同相饱和放大器的输入端与线性减法器的反相输入端连接并接为同相正弦波生成单元的输入端,同相饱和放大器的输出端与线性减法器的同相输入端连接,线性减法器的输出端与三角正弦波形转换器的输入端连接并接为同相正弦波生成单元的三角波输出端,三角正弦波形转换器的输出端接为同相正弦波生成单元的正弦波输出端;所述的反相饱和放大器由运放与电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接地,运放的反相输入端通过电阻接反相饱和放大器的输入端、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为反相饱和放大器的输出端;反相饱和放大器的工作范围包括运放的线性放大区与非线性饱和区;所述的同相饱和放大器由运放与电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接同相饱和放大器的输入端、同时通过电阻接地,运放的反相输入端通过电阻接地、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为同相饱和放大器的输出端;同相饱和放大器的工作范围包括运放的线性放大区与非线性饱和区;所述的线性加法器由运放与电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接地,运放的反相输入端分别通过电阻接线性加法器的二个输入端、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为线性加法器的输出端;所述的线性减法器由运放与电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接线性减法器的同相输入端、同时通过电阻接地,运放的反相输入端通过电阻接线性减法器的反相输入端、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为线性减法器的输出端;所述的合成加法电路由运放、电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接地,运放的反相输入端通过多个电阻分别接合成加法电路的输入端、同时通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为合成加法电路的输出端;所述的三角正弦波形转换器有两种形式:第一种形式的三角正弦波形转换器由运算放大器、饱和元件与多个电阻组成,运放的同相输入端通过电阻接三角正弦波形转换器的输入端、通过饱和元件接地,运放的反相输入端通过电阻接三角正弦波形转换器的输入端、通过电阻接地、通过电阻接运放的输出端,运放的输出端接为三角正弦波形转换器的输出端;第二种形式的三角正弦波形转换器由电压跟随器、饱和元件与多个电阻组成,电压跟随器的输入端通过电阻接三角正弦波形转换器的输入端、同时通过电阻与饱和元件的并联电路接地,电压跟随器的输出端接为三角正弦波形转换器的输出端。
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