Логарифмический усилитель

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗЬБ.РИТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республии ()896636 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22) Заявлено 23.04.80 (21) 2916977/18-24

G 06 G 7/24 с присоединением заявки М (28) Приоритет Гесударстеавы6 кееппет

СССР ао йалан каааратакка и Открытий

Опубликовано 07.01 82 Бюллетень М 1

Дата опубликования описания №01.82 (53) УДК 681335 (088.8) (72) Авторы изобретения

В Н Лапе о и И К Гера m

1 !

L 1

Московский институт электронной техники ---:-----... „ (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилительным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен логарифмический усилитель, который содержит операционные усилители, логарифмирующие транзисторы и масштабные резисторы (1) .

Это устройство характеризуется малой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является логарифмический усилитель, содержащий операционные усилители, масштабные резисторы, логарифмирующие диоды (2) .

Недостаток этого устройства — сравнительно низкая точность работы вследствие недостаточной компенсации температурного дрейфа логарифмической характеристики.

Цель изобретения — повышение точности работы.

Указанная цель достигается тем, что в известный логарифмический усилитель, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый, второй, тре. тий и четвертый масштабные резисторы, первый и второй логарифмирующие диоды, ии вертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод. которого является входом логарифмического у шигемм, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резистора, и инвертирующим входам первого и второго . операционных усилителей подкщочены одноименные электроды соответственно первого и второго логарифмирующих диодов, другой электрод второго логарифмирующего диода соединен с выходом второго операционного усилителя, неинвертирующие входы первого, второго, третьего и четвертого операционных усилителей подключены к шине нулевого потенциала, введены первый и второй элементы с управляемой проводимостью, выполненнье на полевых транзисторах, интегрирующий сонденсатор и источник опорного напряжения, причем другой электрод первого логарифмирующеr0 диода соединен с выходом третьего опера896636

35 ционного усилителя и со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя и к первому выводу третьего масштабного резистора, второй вывод которого. соединен с выходом первого операционного усилителя, выход первого операционного усилителя является выходом логарифмического усилителя, интегрирующий конденсатор подключен между инверти- 10 рующим входом и выходом четвертого операционного усилителя, выход второго, операционного усилителя соединен со стоком второго управляемого полевого транзистора, исток которого подключен к инвертирующему 15 входу четвертого операционного, усилителя и к первому выводу четвертого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом источника опорного напряжения и со вторым выводом второго масщтабного резистора, затворы первого и второго управляемых полевых транзисторов. подключены к выходу четвертого операционного усилителя.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. И

Устройство содержит первый, второй, третий, и четвертый операционные усилителя 1 — 4, первый и второй логарифмирующие диоды 5 и 6, первый и второй управляемые полевые транзисторы 7 и 8, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы 9 — 12, интегрирующий конденсатор 13, источник 14 опорного напряжения, шину нулевого потенциала, вход 15 и выход 16 логарифмического усилителя.

Логарифмический усилитель работает следующим образом.

Через второй логарифмирующий диод 6 протекает ток, определяемый величиной напряжения источника 14 опорного напряжения и сопротивлением второго масштабного резистора 10. При этом выходное напряжение второго операционного усилителя 2 пропорционально логарифму отношения тока через второй логарифмирующий диод 6 к обратному току второго логарифмирующего диода б. Это напряжение через второй управляемый полевой транзистор 8 подается на вход четвертого операционного усилителя 4. На этот же вход подается напряжение источника 14 опорного напряжения через четвертый масштабный реэис- 56 тор 12. Так как выходное напряжение второго операционного усилителя 2 противополож-, но по знаку напряжению источника 14 опорного напряжения, то происходит вычитание токов, протекающих соответственно через вто- 55 рой управляемый полевой транзистор 8 и четвертый масштабный резистор 12, и разностью этих токов заряжается интегрирующий конден4 сатор 13. По мере увеличения выходного напряжения четвертого операционного усилителя

4 увеличивается сопротивление канала второго управляемого полевого транзистора 8. При этом разность токов уменьшается и при их равенстве заряд интегрирушцего конденсатора 13 прекращается.

Таким образом, выходное напряжение четвертого операционного усилителя 4 поддерживается таким, чтобы сохранялось равенство токов.

При подаче на вход 15 сигнала через первый логарифмирующий диод 5 протекает ток,. определяемый величиной входного сигнала и сопротивлением первого масштабного резистора

9, а выходное напряжение третьего операционного усилителя 3 пропорционально логарифму отношения тока, протекающего через первый логарифмирующий диод 5 к его обратному току.

Напряжение на выходе 16 определяется отношением выходного напряжения третьего операционного усилителя 3 к его коэффициенту передачи. Коэффициент передачи третьего операционного усилителя 3 определяется отношением сопротивлений канала первого управля.емого полевого транзистора 7 и третьего масштабного резистора 11.

При использовании одинаковых регулируемых полевых транзисторов сопротивления их каналы равны, так как затворы первого и второго .управляемых полевых транзисторов

7 и 8 соединены, а потенциалы на истоках равны, причем сопротивление канала пропорционально логарифму отношения тока через второй логарифмирующий диод 6 к его обратному току. Поэтому выходное напряжение логарифмического усилителя связано логарифмической зависимостью с входным напряжением и не зависит от температуры.

Благодаря этому предлагаемый логарифмический усилитель обладает более высокой точностью работы в диапазоне температур.

Формула изобретения

Логарифмический усилитель, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый, второй, третий и четвертый масипабные резисторы, первый и второй логарифмирующие диоды, инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого является входом логарифмического усилителя, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резис896636

Составитель О. Отрадиов ГехредС.Мигунова КоРРектоР Г. Решетник

Редактор А, Мотыль

Tape 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 11707/38

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора, и инвертирующим входам первого н второго операционных усилителей подключены одноименные электроды соответственно первого и второго логарифмирующих диодов, дру- гой электрод второго логарифмнрующего диода соединен с выходом второго операционного усилителя, неинвертирующие входы первого, второго, третьего и четвертого операционных усилителей подключены к шине нулевого потенциала, отличающийся 10 тем, что, с целью повьпнения точности работы, в него введены первый и второй элементы с управляемой проводимостью, выполненные науправляемых полевых транзисторах, интегрирующий конденсатор и источник опорного напряжения, причем другой электрод первого логарифмирующего диода соединен с выходом третьего операционного уснянтеля и со стоком первого управляемого нолевого транзистора, исток которого подключвн к ииверти- 20 рующаму входу третьего операционного усилителя и к первому выводу третьего маснтгабного резистора, второй. вывод которого соединен с выходом первого операционного уснлитела, выход первого операционного усилителя является выходом логарифмического усилителя, инвертируюший конденсатор подключен между инвертируюшим входом и выходом четвертого операционного усилителя, выход второго операционного усилителя соединен со стоком второго управляемого полевого транзистора, исток которого подключен .к инвертирующему входу четвертого оцерацнонного усилителя и к первому выводу четвертого масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом источника опорного напряжения и со вторым выводом второго масштабного резистора, затворы первого и второго управляемых полевых транзисторов подключены к выходу четвертого операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент Великобритании йэ 1437565, кл. G 4 G, опубпик. 1976.

2. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д. Шейнголда. "Мир", 1977, с. 194 — 199, фиг. 3, 1, 9 (прототип).