[实用新型]增益可调放大器与函数变换器及其非线性校正器

说明书

技术领域

本实用新型涉及增益可调放大器与函数变换器及其非线性校正器，属于信号变换、自动控制与测量技术领域。

背景技术

普通放大器的增益(放大倍数)可调，但尚不具备双极性正负对称可调的功能，而增益双极性正负对称可调的放大器使用更为灵活方便，用途也更为广泛。

线性是非线性的一种特殊情况，非线性更具普遍性，相对线性而言，非线性更多样、更丰富多彩，但也更复杂。函数变换即非线性函数变换，通常有单值函数变换与周期函数变换等形式。函数变换器是其传输特性(或传递函数)为非线性函数的变换器，函数变换器产生的非线性函数理论上是无穷多样的，但目前能产生非线性特性的器件不是很多，如何用现有的非线性器件经运算变换产生多样的非线性函数是很有意义的，非线性函数变换在乘除法及对数与反对数等运算、人工神经网络、混沌系统研究等领域有很高的应用价值。

非线性校正是非线性函数的一种特殊应用形式，在自控系统的检测环节中常常存在非线性误差，需要通过非线性校正器来校正系统输出，使系统输出与被测物理量之间成线性关系。

非线性校正有并联型(或加法型，如图1a所示)与串联型(或乘法型，如图1b所示)二种形式，串联型非线性校正较为常见，也较为简单。

串联型非线性校正器可分为模拟非线性校正器与数字非线性校正器二种形式。数字非线性校正器需要采用数字电路或单片机系统实现，电路复杂、成本高。模拟非线性校正器较为简单、响应速度快、成本低，但目前的模拟非线性校正器调整不够方便、通用性较差。

发明内容

本实用新型的目的是提供增益可调放大器与函数变换器及其非线性校正器。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

一种增益可调放大器，有一个电压输入端ai与一个电压输出端ao，根据结构形式的不同有电压型增益可调放大器、简易型增益可调放大器、电流型增益可调放大器三种形式。

所述的电压型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入端通过电阻接电位器的滑动端，电位器的两个固定端分别接地与接增益可调放大器的输入端ai，运放的反相输入端分别通过二个阻值相等的电阻接运放的输出端与接增益可调放大器的输入端ai、同时通过另二个阻值相等的电阻接地与接增益可调放大器的输入端ai，运放的输出端接为增益可调放大器的输出端ao，电压型增益可调放大器的电压增益双极性正负对称可调。

所述的简约型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入端接电位器的滑动端，电位器的两个固定端分别接地与接增益可调放大器的输入端ai，运放的反相输入端分别通过二个电阻接运放的输出端与接地、并通过阻值与该二个电阻并联值相等的电阻接增益可调放大器的输入端ai，运放的输出端接为增益可调放大器的输出端ao，简约型增益可调放大器的电压增益双极性正负对称可调。

所述的电流型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入端分别通过二个阻值相等的电阻接地与接增益可调放大器的输入端ai，运放的反相输入端分别通过二个阻值相等的电阻接运放的输出端与接增益可调放大器的输入端ai，电位器的两个固定端分别通过二个阻值相等的电阻接地与接增益可调放大器的输入端ai，电位器的滑动端接运放的反相输入端，运放的输出端接为增益可调放大器的输出端ao，电流型增益可调放大器的电压增益双极性正负对称可调。

一种函数变换器，采用输入输出标度可调的非线性函数变换形式，有一个电压输入端si与一个电压输出端so，所述的函数变换器由输入增益控制器、非线性函数发生器、输出增益控制器组成，输入增益控制器和输出增益控制器采用增益可调放大器，输入增益控制器的输入端接为函数变换器的输入端si，输入增益控制器的输出端接非线性函数发生器的输入端，非线性函数发生器的输出接输出增益控制器的输入端，输出增益控制器的输出端接为函数变换器的输出端so；函数变换器的输入信号大小通过输入增益控制器调整变换，函数变换器的输出信号大小通过输出增益控制器调整变换。

所述的非线性函数发生器采用简约型的单值函数形式，即：简约型单值非线性函数发生器，有一个电压输入端ni与一个电压输出端no，简约型单值非线性函数发生器由运算放大器、电位器、电阻、非线性器件组成，运放的同相输入端接电位器的滑动端，电位器的两个固定端分别通过二个电阻接地与接非线性函数发生器的电压输入端ni，运放的反相输入端通过电阻接运放的输出端、同时通过非线性器件与电阻的串联电路接非线性函数发生器的电压输入端ni，运放的输出端接为非线性函数发生器的电压输出端no。