非线性函数发生器与函数变换器及通用非线性校正器的制作方法

专利名称：非线性函数发生器与函数变换器及通用非线性校正器的制作方法
技术领域：
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。
背景技术：
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。非线性校正是非线性函数的一种特殊应用形式，在系统的检测环节中常常存在着 非线性误差，需要通过非线性校正器来校正系统输出(如图1所示)，使系统输出与被测物 理量之间成线性关系。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两种形式。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
本发明的目的是提供用模拟电路实现的非线性函数发生器与输入输出比例均可 调的函数变换器、三种形式的非线性校正器与带零位调整的通用非线性校正器及高输入阻 抗的高阻型非线性校正器与高阻型通用非线性校正器，解决在非线性补偿时补偿幅度的调 整与补偿范围(量程)调整的相互耦合影响造成的补偿参数调整的困难问题。本发明的目的是通过下述技术方案实现的。非线性函数发生器的输出电压与输入电压呈非线性的函数关系，非线性函数发生 器是函数变换器的重要组成部分，而函数变换器是非线性校正器的重要组成部分，非线性 校正器是通用非线性校正器的主要组成部分，高阻型非线性校正器主要由非线性校正器构 成，高阻型通用非线性校正器主要由通用非线性校正器构成。一种非线性函数发生器，有一个输入端与一个输出端，根据结构形式的不同可分 为单值非线性函数发生器与周期非线性函数发生器两类，单值非线性函数发生器又有简易 型与合成型、反相折线型与同相折线型四种形式，而周期非线性函数发生器也有反相三角 波合成型与同相三角波合成型、反相正弦波合成型与同相正弦波合成型四种形式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、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、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。
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、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、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。简易型与合成型单值非线性函数发生器的传输特性为一三象限对称或二四象限 对称、与直角坐标系横轴形成封闭图形(与横轴除原点外两侧各有一个交点)的光滑单值 非线性曲线。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，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，平衡加法器的输出端接 为非线性函数发生器的输出端；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，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，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，平衡减法器的输出 端接为非线性函数发生器的输出端；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。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。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。反相饱和放大器与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。反相折线型与同相折线型单值非线性函数发生器的传输特性为一三象限对称或 二四象限对称、并与直角坐标系横轴形成封闭图形(与横轴除原点外两侧各有一个交点) 的折线单值非线性曲线。
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，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；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，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；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。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。反相三角波合成型与同相三角波合成型周期非线性函数发生器的传输特性为 一三象限对称或二四象限对称、并与直角坐标系横轴形成封闭图形的折线周期非线性曲 线；也可以通过合成加法电路多个输入电阻阻值的不同调配，形成各种不同的传输特性曲 线。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，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；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，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；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。反相正弦波合成型与同相正弦波合成型周期非线性函数发生器的传输特性为 一三象限对称或二四象限对称、并与直角坐标系横轴形成封闭图形的光滑周期非线性曲 线；也可以通过合成加法电路多个输入电阻阻值的不同调配，形成各种不同的传输特性曲 线。所述的非线性元件与饱和元件为二端器件，非线性元件上的电压与流过元件的电 流呈非线性关系的元件，非线性元件与饱和元件通常采用压敏电阻、反向并联或串联的二 极管或稳压管等。非线性元件与饱和元件也可以根据需要采用其它形式的二端非线性器件。一种含有非线性函数发生器的函数变换器，有一个输入端与一个输出端，函数变 换器主要由输入增益控制器、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，增益可调放大器有一个输入端与一个输出端，输入 增益控制器的输入端接为函数变换器的输入端，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端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。函数变换器具有放大倍数可调的输入输出增益控制器，通过调节输入控制器的增 益改变函数变换器的输入信号相应的范围(量程)，通过调节输出控制器的增益则改变函 数变换器的输出信号的幅度。所述的增益可调放大器可以采用双极性增益可调放大器，根据结构或功能的差异 双极性增益可调放大器有电压型双极性增益可调放大器、简约型双极性增益可调放大器、 电流型双极性增益可调放大器、乘法型双极性增益可调放大器、统调型双极性增益可调放 大器、分调型双极性增益可调放大器六种形式电压型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入 端通过电阻接电位器的滑动端，电位器的二个固定端一端接为双极性增益可调放大器的输 入端、另一端接地，运放的反相输入端通过电阻接运放的输出端、通过电阻或电阻的并联电 路接双极性增益可调放大器的输入端、并通过电阻接地，运放的输出端接为双极性增益可 调放大器的输出端。简约型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，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接为双极性增益可调放大器的输入端、另 一端接地，运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、通过电阻接地、 并通过电阻接运放的输出端，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。电流型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入 端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、通过电阻接地，运放的反相输入端接电位 器的滑动端、通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、并通过电阻接运放的输出端，电 位器的二个固定端一端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、另一端通过电阻接 地，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。乘法型双极性增益可调放大器，由模拟乘法器、电位器与多个电阻组成，模拟乘法 器有二个输入端、一个输出端，模拟乘法器的第一输入端接为双极性增益可调放大器的输 入端，模拟乘法器的第二输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别通过电阻接 正电源、负电源或正负电压基准，模拟乘法器的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。统调型双极性增益可调放大器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放的 同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调放大器的输 入端、通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出端，第二运放的 同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另一个固定端、通 过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输 出端接为双极性增益可调放大器的输出端。
分调型双极性增益可调放大器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电阻 组成，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接双极性增 益可调放大器的输入端、通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个电位器的滑 动端通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二运放的 同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电位器的另一 个固定端、通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端、并通过电阻接第二运放的输出端， 第二运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端。双极性增益可调放大器的放大倍数在正负双极性范围内可调，调节使用灵活方 便；分调型双极性增益可调放大器具有对正负信号不同的增益可调功能，其适用性更强。一种含有函数变换器的非线性校正器，有一个输入端、一个输出端；根据结构的差 异有直馈式非线性校正器、反馈式非线性校正器、组合式非线性校正器三种形式直馈式非线性校正器由函数变换器、输出合成器组成，输出合成器有二个输入端、 一个输出端，输出合成器的第一输入端与函数变换器的输入端连接并接为非线性校正器的 输入端，输出合成器的第二输入端接函数变换器的输出端，输出合成器的输出端接为非线 性校正器的输出端。反馈式非线性校正器由函数变换器、输出合成器组成，输出合成器有二个输入端、 一个输出端，输出合成器的第一输入端接为非线性校正器的输入端，输出合成器的第二输 入端接函数变换器的输出端，输出合成器的输出端与函数变换器的输入端连接并接为非线 性校正器的输出端。组合式非线性校正器由加权组合器、函数变换器、输出合成器组成，加权组合器有 二个输入端、一个输出端，输出合成器有二个输入端、一个输出端，输出合成器的第一输入 端与加权组合器的第一输入端连接并接为非线性校正器的输入端，函数变换器的输入端接 加权组合器的输出端，函数变换器的输出端接输出合成器的第二输入端，输出合成器的输 出端与加权组合器的第二输入端连接并接为非线性校正器的输出端。所述的输出合成器有两种固定型、两种统调型、两种分调型，共六种形式第一种形式的固定型输出合成器由运放与多个电阻组成，运放与多个电阻接成有 二个输入端、一个输出端的减法器。第二种形式的固定型输出合成器由运放与多个电阻组成，运放与多个电阻接成有 二个输入端、一个输出端的加法器。第一种形式的统调型输出合成器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放 的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过两个电阻分别接输出合成器的二 个输入端、并通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出端，第二 运放的同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另一个固定 端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端接为输出合成器的输出端。第二种形式的统调型输出合成器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放 的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接输出合成器的第一输入 端、并通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出端，第二运放的 同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另一个固定端、通 过电阻接输出合成器的第二输入端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端接为输出合成器的输出端。第一种形式的分调型输出合成器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电 阻组成，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过两个电阻分别 接输出合成器的二个输入端、并通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个电位 器的滑动端通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二 运放的同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电位器 的另一个固定端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端接为输出合成器的 输出端。第二种形式的分调型输出合成器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电 阻组成，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接输出合 成器的第一输入端、并通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个电位器的滑动 端通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二运放的同 相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电位器的另一个 固定端、通过电阻接输出合成器的第二输入端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放 的输出端接为输出合成器的输出端。所述的加权组合器由电位器与电压跟随器组成，电压跟随器由运放通过将其反相 输入端与输出端短接得到，电位器的二个固定端分别作为加权组合器的二个输入端，电位 器的滑动端接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端接为加权组合器的输出端。非线性校正器对输入信号进行非线性补偿，使相对于被测物理量呈非线性关系的 输出信号调整为相对于测物理量呈线性关系，且其非线性校正量可调。一种含有非线性校正器的高阻型非线性校正器，有一个输入端、一个输出端；高阻 型非线性校正器由电压跟随器与非线性校正器组成，电压跟随器的输入端即为高阻型非线 性校正器的输入端，电压跟随器的输出端接非线性校正器的输入端，非线性校正器的输出 端即为高阻型非线性校正器输出端。一种含有非线性校正器的通用非线性校正器，有一个输入端、一个输出端；通用非 线性校正器由零位调整电路与非线性校正器组成，零位调整电路有一个输入端、一个输出 端，零位调整电路的输入端即为通用非线性校正器的输入端，零位调整电路的输出端接非 线性校正器的输入端，非线性校正器的输出端即为通用非线性校正器输出端。所述的零位调整电路由运放、电位器与多个电阻组成，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零位调整电路的输入端、通过电阻接电位器的滑动 端、通过电阻接运放的输出端，电位器的二个固定端分别接正电源、负电源或正负电压基 准，运放的输出端接为零位调整电路的输出端。通用非线性校正器具有零位调整功能，并对经过零位调整后的非线性信号再进行 非线性校正，同时实现零位与非线性的双校正功能。一种含有通用非线性校正器的高阻型通用非线性校正器，有一个输入端、一个输 出端；高阻型通用非线性校正器由电压跟随器与通用非线性校正器组成，电压跟随器的输 入端即为高阻型通用非线性校正器的输入端，电压跟随器的输出端接通用非线性校正器的 输入端，通用非线性校正器的输出端即为高阻型通用非线性校正器输出端。高阻型非线性校正器与高阻型通用非线性校正器具有极高的输入阻抗，增强了非线性校正器与通用非线性校正器的使用场合。本发明非线性函数发生器与函数变换器及通用非线性校正器，采用半导体器件、 非线性元件、饱和元件与电阻等组成，具有结构简单、特性调整方便，使用灵活、成本低廉等 特点，在乘除法及对数与反对数等运算、人工神经网络、混沌系统研究及自动控制与测量等 领域有较高的实用价值。


图1非线性校正系统框图。图2简易型单值非线性函数发生器的电路原理图。图3简易型单值非线性函数发生器的传输特性曲线。图4a、4b、4c η分别为1、3、5的合成型单值非线性函数发生器的电路原理图。图5合成型单值非线性函数发生器的传输特性曲线。图6反相折线型单值非线性函数发生器的电路原理图。图7a、7b并联与级联方式的同相折线型单值非线性函数发生器的电路原理图。图8a、8b —个、三个非线性生成单元组成的反相折线型单值非线性函数发生器的 饱和特性曲线与传输特性曲线。图9a、9b —个、三个非线性生成单元组成的同相折线型单值非线性函数发生器的 饱和特性曲线与传输特性曲线。图10a、10b反相、同相三角波合成型周期非线性函数发生器的电路原理图。图IlaUlb三角波合成型周期非线性函数发生器输入至首个饱和放大器及其三 角波生成单元的传输特性曲线。图12a、12b三角波合成型周期非线性函数发生器输入至第二个饱和放大器及其 三角波生成单元的传输特性曲线。图13a、13b三角波合成型周期非线性函数发生器输入至第三个饱和放大器及其 三角波生成单元的传输特性曲线。图14a、14b三角波合成型周期非线性函数发生器的合成加法电路采用不同加权 得到的传输特性曲线。图15a、15b反相、同相正弦波合成型周期非线性函数发生器的电路原理图。图16a、16b、16c正弦波合成型周期非线性函数发生器输入至首个、至第二个、至 第三个正弦波生成单元的传输特性曲线。图17a、17b正弦波合成型周期非线性函数发生器的合成加法电路采用不同加权 得到的传输特性曲线。图18函数变换器的结构框图。图19a、19b输入增益控制器放大倍数单极性调节与双极性调节时函数变换器的 传输特性的变化。图20输出增益控制器放大倍数双极性调节时函数变换器的传输特性的变化。图21a、21b、21c电压型、简约型、电流型增益可调放大器的电路原理图。图22a、22b、22c乘法型、统调型、分调型双极性增益可调放大器原理图。图23直馈式非线性校正器的结构框图。
图24反馈式非线性校正器的结构框图。图25组合式非线性校正器的结构框图。图26a、26b两种固定型输出合成器的电路原理图。图26c、26d两种统调型输出合成器的电路原理图。图26e、26f两种分调型输出合成器的电路原理图。图27加权组合器的电路原理图。图28高阻型非线性校正器的电路框图。图29通用非线性校正器的电路框图。图30通用非线性校正器的非线性校正曲线、输出曲线。图31高阻型通用非线性校正器的电路框图。图32 —种高阻型通用非线性校正器的完整原理图。
具体实施例方式现将本发明的实例具体叙述于后。实施例1非线性函数发生器，有一个输入端im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简易型单值非线性函数发生器(如图2所示)由运算放大器All、电位器Rpll、非 线性元件附12、电阻RllO R113组成，运放All的同相输入端接电位器Rpll的滑动端，电 位器Rpll的二个固定端一端通过电阻R113接非线性函数发生器的输入端im、另一端通过 电阻RllO接地，运放All的反相输入端通过非线性元件附12与电阻R112的串联电路接非 线性函数发生器的输入端im、同时通过电阻Rlll接运放All的输出端，运放All的输出端 接为非线性函数发生器的输出端vn;运放All的电源采用正负双电源。简易型单值非线性函数发生器的运放同相输入端电压与发生器输入电压成比例， 当发生器输入电压增大时，非线性器件组成的电路得到一个与发生器输入端至运放同相输 入端二端相同的电压值，而非线性器件组成的电路产生的电流与电压是一个非线性的关 系，该电流在反馈电阻上产生一个非线性的电压降，调节电位器即可得到不同形态的非线 性传输特性。简易型单值非线性函数发生器的传输特性曲线如图3所示。η分别为1、3、5的合成型单值非线性函数发生器(如图4a、图4b、图4c所示)由运 算放大器All、电位器Rpll、非线性元件Nllll miln、电阻R110、Rllll Rllln、R112、 R113组成，电阻Rlllj与非线性元件Nlllj并联，j = 1 n，将此η个并联电路串联组成非 线性组合电路，运放All的同相输入端接电位器Rpll的滑动端，电位器Rpll的二个固定端 一端通过电阻R113接非线性函数发生器的输入端im、另一端通过电阻RllO接地，运放All 的反相输入端通过电阻R112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All的输出端，运放All的输出端接为非线性函数发生器的输出端vn ；运放All的电源采用正负双电源。合成型单值非线性函数发生器的运放同相输入端电压与发生器输入电压成比例， 当发生器输入电压增大时，输入电阻得到一个与发生器输入端至运放同相输入端二端相同 的电压值，输入电阻产生一个相应电流流过非线性组合电路的各级由非线性器件与电阻并 联的电路，而非线性组合电路由各级电路产生的电压叠加得到的总电压与电流是一个非线 性的关系，设置不同的与非线性器件并联电阻的阻值，可以得到不同的非线性组合电路的 伏安特性，调节电位器即可得到不同形态的非线性传输特性。合成型单值非线性函数发生器的传输特性曲线如图5所示。反相折线型单值非线性函数发生器(如图6所示)由η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η个信号输入端、 一个平衡输入端与一个输出端，η个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im，同时η个反相饱和放大器的输出端分别与平衡加法器的η个信号输入端连接， 平衡加法器的平衡输入端接非线性函数发生器的输入端im，平衡加法器的输出端接为非线 性函数发生器的输出端vn。平衡加法器由运算放大器A10、电阻RlOO及RlOl与R102j及 R103组成，其中j = 1 n，运放AlO的同相输入端通过电阻RlOO接地，运放AlO的反相输 入端通过电阻R103接平衡加法器的平衡输入端、通过电阻R102j分别接平衡加法器的信号 输入端、同时通过电阻RlOl接运放AlO的输出端，运放AlO的输出端接为平衡加法器的输 出端；运放AlO的电源采用正负双电源。同相折线型单值非线性函数发生器(如图7a、图7b所示)由η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η个信 号输入端、一个平衡输入端与一个输出端，并联形式η个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，级联形式n个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im ；同时η个同相饱和放大器的输出端分别与 平衡减法器的η个信号输入端连接，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νη。平衡减法器由运算放大器 Α10、电阻RlOO及RlOl与R102 j及R103组成，其中j = 1 n，运放AlO的同相输入端通过 电阻R103接平衡减法器的平衡输入端、同时通过电阻RlOO接地，运放AlO的反相输入端通 过电阻R102j分别接平衡减法器的信号输入端、同时通过电阻RlOl接运放AlO的输出端， 运放AlO的输出端接为平衡减法器的输出端；运放AlO的电源采用正负双电源。反相饱和放大器由运放Sll与电阻RllO R112组成，运放Sll的同相输入端通 过电阻RllO接地，运放Sll的反相输入端通过电阻R112接反相饱和放大器的输入端、同时 通过电阻Rlll接运放Sll的输出端，运放Sll的输出端接为反相饱和放大器的输出端；运 放Sll的电源采用正负双电源。同相饱和放大器由运放Sll与电阻RllO Rl 13组成，运放Sll的同相输入端通 过电阻R113接同相饱和放大器的输入端、通过电阻RllO接地，运放Sll的反相输入端通过 电阻R112接地、通过电阻Rlll接运放Sll的输出端，运放Sll的输出端接为同相饱和放大 器的输出端；放大倍数大于1时电阻RllO可省略(断路)；运放Sll的电源采用正负双电源。
反相折线型单值非线性函数发生器，当函数发生器的输入电压值在一定范围内时 饱和放大器处于反相比例线性放大状态，而当输入电压的绝对值达到或超过转折数值时饱 和放大器进入饱和状态，多个饱和放大器取不同转折数值产生不同的饱和特性，合成单元 将多个不同的饱和特性输出与函数发生器的输入进行加权叠加即可得到不同形态的非线 性传输特性。设单位饱和放大函数为
反相饱和放大器输出电压Uoj = Umaxsat (kjUi/Umax)比例系数kj为Γ π T 及 111)总输出电压
权利要求
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um，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。
2.按权利要求1所述的非线性函数发生器，其特征在于所述的非线性元件与饱和元 件为二端器件，非线性元件上的电压与流过元件的电流呈非线性关系的元件，非线性元件 与饱和元件通常采用压敏电阻、反向并联或串联的二极管或稳压管。
3.一种含有权利要求1或2所述非线性函数发生器的函数变换器，有一个输入端us与 一个输出端VS，其特征在于函数变换器主要由输入增益控制器、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，增益可调放大 器有一个输入端Ua与一个输出端va，输入增益控制器的输入端ual接为函数变换器的输入端us，输入增益控制器的输出端val接非线性函数发生器的输入端un，非线性函数发生器 的输出端vn接输出增益控制器的输入端ua2，输出增益控制器的输出端va2接为函数变换 器的输出端vs。
4.按权利要求3所述的函数变换器，所述的增益可调放大器采用双极性增益可调放大 器，根据结构或功能的差异双极性增益可调放大器有电压型双极性增益可调放大器、简约 型双极性增益可调放大器、电流型双极性增益可调放大器、乘法型双极性增益可调放大器、 统调型双极性增益可调放大器、分调型双极性增益可调放大器六种形式；其特征在于电压型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入端通 过电阻接电位器的滑动端，电位器的二个固定端一端接为双极性增益可调放大器的输入端 ua、另一端接地，运放的反相输入端通过电阻接运放的输出端、通过电阻或电阻的并联电路 接双极性增益可调放大器的输入端ua、并通过电阻接地，运放的输出端接为双极性增益可 调放大器的输出端va;简约型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，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接为双极性增益可调放大器的输入端ua、另一 端接地，运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端ua、通过电阻接地、 并通过电阻接运放的输出端，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端va ；电流型双极性增益可调放大器由运放、电位器与多个电阻组成，运放的同相输入端通 过电阻接双极性增益可调放大器的输入端ua、通过电阻接地，运放的反相输入端接电位器 的滑动端、通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端ua、并通过电阻接运放的输出端，电 位器的二个固定端一端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端ua、另一端通过电阻接 地，运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端va ；乘法型双极性增益可调放大器，由模拟乘法器、电位器与多个电阻组成，模拟乘法器有 二个输入端、一个输出端，模拟乘法器的第一输入端接为双极性增益可调放大器的输入端 ua，模拟乘法器的第二输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别通过电阻接正 电源、负电源或正负电压基准，模拟乘法器的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端 va ；统调型双极性增益可调放大器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放的同相 输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端 ua、通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出端，第二运放的同 相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另一个固定端、并通 过电阻接双极性增益可调放大器的输入端皿、通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的 输出端接为双极性增益可调放大器的输出端va ；分调型双极性增益可调放大器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电阻组成， 第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接双极性增益可调 放大器的输入端ua、通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个电位器的滑动端 通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二运放的同相 输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电位器的另一个固 定端、通过电阻接双极性增益可调放大器的输入端ua、并通过电阻接第二运放的输出端，第 二运放的输出端接为双极性增益可调放大器的输出端va。
5. 一种含有权利要求3或4所述函数变换器的非线性校正器，有一个输入端ux、一个 输出端vx ；根据结构的差异有直馈式非线性校正器、反馈式非线性校正器、组合式非线性 校正器三种形式；其特征在于直馈式非线性校正器由函数变换器、输出合成器组成，输出合成器有二个输入端uhl 与uh2、一个输出端vh，输出合成器的第一输入端uhl与函数变换器的输入端us连接并接 为非线性校正器的输入端ux，输出合成器的第二输入端uh2接函数变换器的输出端vs，输 出合成器的输出端vh接为非线性校正器的输出端vx ；反馈式非线性校正器由函数变换器、输出合成器组成，输出合成器有二个输入端uhl 与uh2、一个输出端vh，输出合成器的第一输入端uhl接为非线性校正器的输入端vx，输出 合成器的第二输入端uh2接函数变换器的输出端vs，输出合成器的输出端vh与函数变换器 的输入端us连接并接为非线性校正器的输出端VX ；组合式非线性校正器由加权组合器、函数变换器、输出合成器组成，加权组合器有二个 输入端uql与uq2、一个输出端vq，输出合成器有二个输入端uhl与uh2、一个输出端vh，输 出合成器的第一输入端uhl与加权组合器的第一输入端uql连接并接为非线性校正器的输 入端ux，函数变换器的输入端us接加权组合器的输出端vq，函数变换器的输出端vs接输 出合成器的第二输入端uh2，输出合成器的输出端vh与加权组合器的第二输入端uq2连接 并接为非线性校正器的输出端vx ；所述的输出合成器有两种固定型输出合成器、两种统调型输出合成器、两种分调型输 出合成器共六种形式第一种形式的固定型输出合成器由运放与多个电阻组成，运放与多个电阻接成有二个 输入端uhl与uh2、一个输出端vh的减法器；第二种形式的固定型输出合成器由运放与多个电阻组成，运放与多个电阻接成有二个 输入端uhl与uh2、一个输出端vh的加法器；第一种形式的统调型输出合成器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放的同 相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过两个电阻分别接输出合成器的二个输 入端uhl与uh2、并通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出 端，第二运放的同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另 一个固定端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端接为输出合成器的输出 端vh ；第二种形式的统调型输出合成器由两个运放、电位器与多个电阻组成，第一运放的同 相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接输出合成器的第一输入端uhl、 并通过电阻接电位器的一个固定端，电位器的滑动端接第一运放的输出端，第二运放的同 相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过电阻接电位器的另一个固定端、通过 电阻接输出合成器的第二输入端uh2、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端 接为输出合成器的输出端vh;第一种形式的分调型输出合成器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电阻组 成，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过两个电阻分别接输 出合成器的二个输入端uhl与uh2、并通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个 电位器的滑动端通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二运放的同相输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电 位器的另一个固定端、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运放的输出端接为输出合成 器的输出端vh;第二种形式的分调型输出合成器由两个运放、两个二极管、两个电位器与多个电阻组 成，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的反相输入端通过电阻接输出合成器 的第一输入端uhl、并通过两个电阻分别接两个电位器的一个固定端，两个电位器的滑动端 通过两个二极管接第一运放的输出端，两个二极管相连的一侧极性相反，第二运放的同相 输入端通过电阻接地，第二运放的反相输入端通过两个电阻分别接两个电位器的另一个固 定端、通过电阻接输出合成器的第二输入端uh2、并通过电阻接第二运放的输出端，第二运 放的输出端接为输出合成器的输出端vh ；所述的加权组合器由电位器与电压跟随器组成，电压跟随器由运放通过将其反相输入 端与输出端短接得到，电位器的二个固定端分别作为加权组合器的二个输入端uql与uq2， 电位器的滑动端接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端接为加权组合器的输出端。
6.一种含有权利要求5所述的非线性校正器的高阻型非线性校正器，有一个输入端、 一个输出端；其特征在于高阻型非线性校正器由电压跟随器与非线性校正器组成，电压 跟随器的输入端即为高阻型非线性校正器的输入端，电压跟随器的输出端接非线性校正器 的输入端UX，非线性校正器的输出端VX即为高阻型非线性校正器输出端。
7.一种含有权利要求5所述的非线性校正器的通用非线性校正器，有一个输入端uy、 一个输出端vy ；其特征在于通用非线性校正器由零位调整电路与非线性校正器组成，零 位调整电路有一个输入端UZ、一个输出端VZ，零位调整电路的输入端UZ即为通用非线性校 正器的输入端uy，零位调整电路的输出端VZ接非线性校正器的输入端UX，非线性校正器的 输出端VX即为通用非线性校正器输出端vy ；所述的零位调整电路由运放、电位器与多个电阻组成，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零位调整电路的输入端uz、通过电阻接电位器的滑动端、 通过电阻接运放的输出端，电位器的二个固定端分别接正电源、负电源或正负电压基准，运 放的输出端接为零位调整电路的输出端vz。
8.一种含有权利要求7所述的通用非线性校正器的高阻型通用非线性校正器，有一个 输入端、一个输出端；其特征在于高阻型通用非线性校正器由电压跟随器与通用非线性 校正器组成，电压跟随器的输入端即为高阻型通用非线性校正器的输入端，电压跟随器的 输出端接通用非线性校正器的输入端uy，通用非线性校正器的输出端vy即为高阻型通用 非线性校正器输出端。
全文摘要
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。
文档编号G06F1/02GK101995903SQ201010290960
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者叶明 , 司霞, 张金龙, 朱明 , 陈觉晓 申请人:上海大学