Логарифмический преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Социалистических

Рес ублнк

830419 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 100779 (21) 2795493/18-24 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

6 06 6 7/24

Государственный комитет

СССР но деаам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15058ХБюллетеиь 49 18 (53) УДК 681. 335 (088.8) Дата опубликованияописания 150Ы1

Ю.Г. Туманов, В.Д. Циделко, В.A. Тесленка

Н. Н. Барышевский и Ю.В. Хохлов (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический инс1иуут „,.= им. 50-летия Великой Октябрьской социалйстической революции (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен логарифмический преобразователь, содержащий усилительный блок, блок сравнения, генератор напряжения зкспоненциальной формы j1$.

Однако это устрой"тво характеризуется низкой точностью работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является логарифмический преобразователь, содержащий первый и,второй усилители, к инвертирующим входам и выходам каждого из которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмических транзисторов, инвертирующие вхсдй первого и второго усилителей соответственно через первый и второй масштабные резисто-. ры соединены с первым и вторым входами логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвертирующие входы первого и второго усилителей и базы первого и .-второго логарифмирующих транзисторов присоединены к шине нулевого

5 потенциала, выходы первого и второго усилителей соединены со входами дифференциального усилителя f2J.

Однако точность работы такого устройства ограничена отклонением

10 реальной вольт-амперной характеристики используемых логарифмирующих транзисторов от идеальной логарифмической на уровне единиц процентов (относительная погрешность, приве1к денная ко входу).

Точность работы повышается при уменьшении диапазона изменения входного сигнала и наоборот, при увеличении допустимой погрешности расши2О ряется диапазон. преобразования входного сигнала.

Цель изобретения †.повышение точности работы и расширения диапазона изменения входного сигнала.

25 Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены первый н второй функциональные преобразователи и суммирующий усилитель, причем первый вход логарифмического преобразователя через первый функцио830419

ЗО

45

65 нальный преобразователь соединен со вторым выводом третьего масштабного резистора, выход дифференциального усилителя подключен к первому входу суммирующего усилителя, выход которого является выходом логарифмического преобразователя, выход дифференциального усилителя через второй функцио.нальный преобразователь присоединен ко второму входу суммирующего усилителя.

На чертеже Изображена функциональная схема логарифмического преобразователя.

Логарифмический преобразователь содержит первый и второй усилители

1 и 2, первый и второй логарифмирующие транзисторы 3 и 4, первый, второй и третий масштабные резисторы

5-7, первый и второй функциональные преобразователи 8 и 9, дифференциальный усилитель 10, суммирующий усилитель 11, шину 12 нулевого потенциала, первый и второй входы 13 и

14 и выход 15 логарифмического преобразователя.

Логарифмический преобразователь работает следующим образом.

При подаче на первый вход 13 напряжения на выходе первого усилителя 1 формируется напряжение пропорциональное логарифму от величины напряжения на первом входе 13. Отклонение реальной зависимости выходного напряжения первого усилителя

1 от идеальной логарифмической определяется прежде всего отклонением вольт-амперной характеристики пер— ваго логар -фмирующего транзистора 3 от логарифмического закона. Входное напряжение проходит одновременно через первый функциональный преобразователь 8 и через третий масштабный резистор 7 поступает на вход второго усилителя 2. Через второй масштабный резистор б на вход второго усилителя 2 со второго входа 14 логарифмического преобразователя подается опорное напряжение. Выходное напряжение второго усилителя 2 пропорционально логарифму от суимы.опорного напряжения со второго входа 14 и от первого функционального преобразователя 8. На .выходе дифференциального усилителя 10 присутствует напряжение равное разности выходных напряжений первого и второго усилителей 1 и 2. Это напряжение подается на первый вход суммирующего усилителя 11, на второй вход которого это же налряжение подается через второй функциональный преобразователь 9.

При идентичности характеристик первого и второго логарифмирующих транзисторов 3 и 4 обеспечивается достаточно слабая зависимость работы логарифмического преобразователя от температуры, как и .в известном устройстве.

С помощью соответствующего подбора характеристик первого и второго функциональных преобразователей 8 и 9 удается значительно уменьшить погрешность, обусловленную отклонением реальных вольт-амперных характеристик первого и второго логарифмирующих транзисторов 3 и 4 от идеальных логарифмических.

Так как выходные сигналы первого и второго диодных функциональных преобразователей 8 и 9 должны компенсировать погрешность до единиц процентов, то требования к их метрологическим характеристикам изменяются мало.

Например, для уменьшения погрешности логарифмического преобразователя с 2 до 0,03Ъ для диапазона изменения входного напряжейия от 100 мВ до

100 В достаточно в первом функциональном преобразователе 8 иметь. два диодных элемента, а во втором функциональном преобразователе 9 — три диодных элемента. При этом первый и второй функциональные преобразователи 8 и 9 имеют погрешность 1Ъ. При величине входного напряжения порядка нескольких десятков вольт первой функциональный преобразователь 8 не вносит существенной аппаратурной погрешности и выполняется на пассивных диодных элементах с минимумом .аппаратурных затрат. На этом диапазоне изменения входного напряжения первый функциональный преобразователь

8 полностью выполняет коррекцию характеристики логарифмического преобразователя. При малой величине входного напряжения менее единиц вольт резко возрастают требования к точности первого функционального преобразователя 8,и на этом диапазоне целесообразно коррекцию выполнять вторым функциональным преобразователем 9, а первым функциональным преобразователем 8 осуществлять лишь линейную передачу сигнала с малым коэффициентом передачи.

Формула изобретения

Логарифмический преобразователь, содержащий первый и второй усилители, к инвертирующим входам и выходам которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих тразисторов, инвертирующие входы первого и второго усилителей соответственно через первый и второй масштабные резисторы соединены с первым и вторым входами логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвер-, тирующие входы первого и второго усилителей и базы первого и второго логарифмирующих транзисторов присое830419

Составитель О. Отраднов

Редактор И. Касарда Техред И. Асталош Корректор A. Гриценко

Заказ 3709/79 Тираж 745. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 динены к шине нулевого потенциала, выходы первого и второго усилителей соединены со входами дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности работы и расширения диапазона изменения входного сигнала, в него введены первый и второй функциональные преобразователи и суммирующий усилитель, причем первый вход логарифмического преобразователя че рез первый функциональный преобразователь соединен.со вторым выводом третьего масштабного резистора, выход дифференциального усилителя подключен к первому входу суммирующего увилителя, выход которого является выходом логарифмического преобразователя, выход дифференциального усилителя через второй функциональный

5 преобразователь присоединен ко второму входу суммирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3805046, кл. 235-197„ опублик. 1974.

2. Патент Великобритании

9 1333287, кл. G 4 G, опублик. 1973 (прототип).