Логарифмический преобразователь

 

Союз Соаетскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСДНИ Е„ii830421

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.08.79 (21) 2814336/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

G 06G 7/24

Гееудеретвеннмй квмитет

СССР яо делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.81 (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения

Р. В. Бегота

4 !

Львовский ордена Ленина политехнический "инт.тиснут... (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

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

Известен логарифмический преобразователь, содержащий операционные усилители, логарифмирующие транзисторы, сумматор (1) .

Однако это устройство характеризуется значительной погрешностью преобразования.

Наиболее близким по технической сущ- 1О ности и достигаемому результату к предлагаемому является логарифмический преобразователь, содержащий первый и второй операционные усилители, к инвертирующим входам и выходам которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих транзисторов, базы которых соединены с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор присоединен ко входу логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резистора, выходы первого и второго операционных усилителей соединены с соответствующими входами суммирующе-вычитающего блока, сумматор, выход которого является выходом логарифмического преобразователя (2).

Недостаток этого устройства — погрешность передаточной характеристики, приводящая к снижению точности работы.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены ключевой элемент и источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения подключен к третьему входу суммирующевычитаюшего блока, выход которого через ключевой элемент соединен с первым входом сумматора, второй вход которого присоединен к выходу первого операционного усилителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со входом логарифмического преобразователя и со вторым выводом второго масштабного резистора.

На чертеже изображена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит первый и второй масштабные резисторы 1 и 2, первый

830421

15 и второй операционные усилители 3 и 4, первый и второй логарифмирующие транзисторы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения, суммирующе-вычитающий блок 8, ключевой элемент 9, сумматор 10, шину 11 нулевого потенциала, вход 12 и выход 13 логарифмического преобразователя.

Логарифмический преобразователь работает следующим образом.

Изменение напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя приводит к изменению тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 5. Выходное напряжение первого операционного усилителя 3 изменяется пропорционально логарифму тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 5. С ростом тока коллектора начинает сказываться погрешность от падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого логарифмируюгцего транзистора 5, которая приводит к увсличениlo выходного напряжения первого операционного усилителя 3 на величину этого падения напряжения. Сопротивление второго масштабного резистора 2 выбирается больше сопротивления первого масштаб«ого резистора 1, чтобы в конце рабочего диапазона, при максимальном токе коллектора второго лога рифмирующего транзистора 6, влияние падения напряжения, на объемном сопротивлении второго логарифмирующсго транзистора 6 на выходное напряжен ие второго опера цион ного усилителя 4 было малым.

Необходимо, чтобы первый и второй логарифмирующие транзисторы 5 и 6 имели практически идентичные параметры. Тогда выходное напряжение суммирующе-вычитаюшего блока 8 содержит только напряжение погрешности первого логарифмирующего транзистора 5.

При сравнительно малых величинах напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя, когда влиянием напряжения погрешности первого логарифмирующего транзистора 5 на выходное напряжение первого операционного усилителя 3 можно пренебречь, ключевой элемент 9 разомкнут и сумматор 10 передает выходное напряжение первого операционного усилителя 3 на выход 13 логарифмического преобразователя без изменений.

С увеличением напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя увеличивается и напряжение погрешности. Одновременно эта составляющая присутствует и на выходе суммирующе-вычитающего блока 8. С некоторого уровня напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя замыкается ключевой элемент 9. С помошью сумматора 10 производится вычитание из общего сигнала напряжения погрешности первого логарифмирующего транзистора 5.

В результате на выходе 13 логарифмического преобразователя формируется напря о го

25 зо

4О

55 жение пропорциональное логарифму тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 5 без составляющей напряжения погрешности.

Таким образом, в предлагаемом логарифмическом преобразователе производится компенсация падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого логарифмирующего транзистора 5 в выходном напряжении первого операционного усилителя 3 путем сравнения этого напряжения (с помощью второго операционного усилителя 4 и второго логарифмирующего транзистора 6) с его

«идеальным» значением, последующего выделения: напряжения погрешности при помощи суммирующе-вычитающего блока 8 и суммирования выходного напряжения первого операционного усилителя 3, содержашего напряжение погрешности, с его выделенным инвертированным значением с помощью сумматора 10 в определенный момент, связанный с замыканием ключевого элемента 9.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить погрешность передаточной характеристики преобразователя.

Формула изобретения

Логарифмический преобразователь, содержаший первый и второй операционные усилители, к инвертирующим входам и выходам которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих транзисторов, базы которых соединены с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор присоединен ко входу логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резистора, выходы первого и второго операционных усилителей соединены с соответствующими входами суммирующе-вычитаюшего блока, сумматор, выход которого является- выходом логарифмического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены ключевой элемент и источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения подключен к третьему входу суммирующе-вычитающего блока, выход которого через ключевой элемент соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу первого операционного усилителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со входом логарифмического преобразователя и со вторым выводом второго масштабного резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1333287, кл. G 4 G, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ко 2795493/! 8-24, кл. G 06 G 7/24, 10.07.79 (прототип) .

830421

Составитель О. Отраднов

Редактор М. Касарда Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 3710/80 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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