Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов

 

О П И С А Н И < < 750512 изоь етиния

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.78 (21) 2615028/18-24 с присоединением заявки ¹ —— (23) Приоритет— (53) М, К.

G 06 G 7/24

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 27.07.80 (53) УДК 681.335 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) А втор изобретения

B К Марьяненко

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГЛРИФМЛ

ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНЛЛОВ!

Изобретение относится к устройствам функционального преобразования электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Одно из известных устройств аналогичного назначения содержит ключевые элементы, накопительный конденсатор, управляемый полевой транзистор, блок сравнения (1) .

Это устройство имеет невысокую точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения логарифма отношения двух сигналов, содержащее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства, первый вход блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор — с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и через зарядный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминающий конденсатор присоединен к первому выводу второго источника опорного напряжения (2).

Это устройство характеризуется погрешностью преобразования, обусловленного влиянием входного сопротивления и входного тока блока сравнения.

Цель изобретения — повышение точности работы.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго у правляемого полевого транзистора, исток которого присоединен к первому выводу второго источ750512 ника опорного напряжения, выход блока сравнения через четвертый ключевой элемент подключен к затвору второго управляемого полевого транзистора, управляющие входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с выходом одновибратора.

На чертеже показана функциональная схема устройства для определения логарифма отношения двух сигналов.

Схема содержит блок 1 сравнения, одновибратор 2, первый и второй ключевые элементы 3 и 4, зарядный конденсатор 5, разрядный резистор 6, первый источник 7 опорного напряжения, вход 8 устройства, выход 9 устройства, третий и четвертый ключевые элементы 10 и 11, запоминаюший конденсатор 12, второй источник 13 опорного напряжения, первый и второй управляемые полевые транзисторы 14 и 15, шина 16 нулевого потенциала, токоограничительный резистор 17.

Устройство работает следуюшим образом, В исходном состоянии первый клочевой элемент 3 замкнут, а второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 10 и 11 разомкнутát.

При подаче напряжения на вход 8 устройства на выходе 9 блока 1 сравнения появляется сигнал, запускаюший одновибратор 2. При этом первый ключевой элемент 3 размыкается, а второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 0 и 11 замыкаются. Зарядный конденсатор 5 заряжается от первого источника 7 опорного напряжения до величины его напряжения, затвор первого управляемого полевого транзистора 14 подключаются к шине 16 нулевого потенциала, при этом источник входного напряжения 8 нагружается резистором 17, напряжение на затворе второго управляемого полевого транзистора 15 устанавливается равным выходному напряжению блока 1 сравнения. Так как первый ключевой элемент 3 разомкнут, то на первом входе блока 1 сравнения нулевой потенциал, на втором входе блока 1 сравнения также нулевой потенциал. Таким образом, напряжение о затвор-исток первого управляемого полевого транзистора 14 равно нулю, при этом через него течет начальный ток стока.

Полагая, что входной ток блока 1 сравнения много меньше начального тока стока первого управляемого полевого транзистора 14, то этот же ток должен протекать через второй управляемый полевой транзистор 15. Напряжение затвор-исток второго управляемого полевого транзистора 15 определяется как функция от тока стока. В результате напряжение на затворе второго управляемого полевого транзистора 15 равно сумме напряжений затвор-исток этого транзистора и второго источника опорного напряжения 13.

После окончания импульса с выхода э;.:ин;ибратора 2, соответствующего описанному выше подготовительному этапу, начинается рабочий этап. Первый ключевой элемент 3 замыкается, второй, третий и четвертый клк)чевые элементы 4, 10 и 11 размыкаются, зарядный конденсатор 5 начинает разряжаться cIo экспоненциальному закону через разрядный резистор 6, при этом на втором входе блока 1 сравнения устанавливается потеHllèàë, равный напряжению на входе 8 устройства.

Действительно, так как третий и четвертый ключевые элементы 10 и 11 разомкнуты, то напряжение на запоминаюшем конденсаторе 12 не меняется, не меняются напряжение затвор-исток и ток стока второго управляемого полевого транзистора 5, не меняется ток стока первого управляемого полевого транзистора 14. Сле ?овательно, напряжение затвор-исток первого управляемого полевого транзистора 14 остается таким же, как и в подготовительный период, т. е. равным нулю.

io

Вследствие того, что входное сопротивление первого управляемого полевого транзистора 14 велико, напряжение со входа 8 устройства поступает на второй вход блока 1 сравнения без искажений. Таким образом исключается погрешность смешения нулево25 го уровня и коэффициента передачи первого управляемого полевого транзистора 14.

После достижения на зарядном конденсаторе 5 уровня напряжения, равным входному, блок 1 сравнения срабатывает и запускает одновибратор 2. На этом заканчиЗО вается рабочий этап и вновь начинается подготовительный этап.

Длительность рабочего этапа пропорциональна логарифму отношения напряжений первого источника опорного напряжения 7 и входного напряжения на входе 8 устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов, содержашее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства, первый вход блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор — с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и через зарядный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляю?цими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подэ5 ключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминающий конденсатор присоединен к первому выводу второго источника

750512

Составитель О. Отраднов

Техрел К. Шуфрич Корректор М. Ко:та

Тираж 751 11олпнснос

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектнаи, 4

Редактор Т. Киселева

Заказ 4469!20 опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго управляемого полевого транзистора, исток которого присоединен к первому BbiBoт, второго источника опорного напряжения, выход блок;1 сравнения через четнертыи ;л1очсвл". элеМЕНТ ПОДКЛЮЧЕН К ЗатВОРУ ВТОР 1Го Х ИРВВляемого полевого транзистора, управляк1шие входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с выходом одно1зибратора.

Источники информации. (1ринятые во внимание 0рН экспергпзе

1. Патент США № 3686513, кл. 307-229.

1О

2. Патент США ¹ 3676661, кл. 235-193.

1972 (прототип) .