Логарифмический усилитель

 

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий четыре операционных усилителя , первый и второй логарифмйру щие элементы, два элемента с управляемой проводимостью выполненные на полевых транзисторах, четыре масштабных резистора и источник бпорКОГО напряжения, причем выход: пёр- . вого операционного усилителя через первый масштабный резистор подкП|йчён к инвертирующему входу второго опе рационного усилителя, и :к истоку вого полевого транзистора, выход источника опорного напряжения через вто рой и третий масштабные резисто ры . подюпочен соответственно к HHBeptii- : руюцим входгш третьего и четвертого операционных усилителей, второй лога рйфмирующий элемент включен в цепь отрицательной обратной связи tpeтьего операционного усилителя, выход четвертого операционного усили-г теля подключен к затворам первого и второго полевых транзисторов, неинвертируюцие входы второго и третьего операционных усилителей подключены :К шине нулевого потенциала, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повынения точности, в него введены пятый операционный усилитель , третий логарифмирующий элемент пятый и шестой масштабные резисторы, причем первый логарифмический эле мент включен в цепь отрицательной обратной связи первого операциойного 0 усилителя, инвертирующий вход которого является входом логарифмичес С кого усилителя, четвертый масштабный резистор вклю - ен между выходом вто§ рого операционного усилителя, являю щимся выходом логарйфмическргй усилителя , и истоком первого полево-. го транзистора, пятьй масштабньй реО . дистор включен между выходом источника оп : рногр напряжения и Мстоком второго Эо транзистора, сток которого подключен к инвертирующему входу пятого операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи СП которого включен шестой масштабный 65 резистор, а неинвертирукщий вход подключен-{К шине нулевого потенциала выход пятого операционного усилителя подключен к неинвертирунщему входу четвертого рперациоыиого усилителя инвертирующий вхрд которого через третий логарифмирующий элемент . подключен к вшсОдУ третьего операционного усилителя.

(19) (И) COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 06 G 7 24

6 л °:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3520319/18-24 (22) 08.12.82 (46) 15.03.84 Бюл. )) 10 (72) Е.И,Чернов . (71 ) Центральное опытное проектноконструкторское и .технологическое бюро по организации и технологии ремонта и технического обслуживания автомобилей Государственного

Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательс- кого технологического института по ремонту и эксплуатации машино" тракторного парка, Изюмский приборостроительный завод им.Ф.Э.Дзержинского и Ордена Ленина институт физики Земли им.ОЛ).Ю идта (53) 681.325.66(088.8) (56) 1 . Шейнголд Д. Справочник

no .нелинейным схемам. М., "Инр", 1977, с. 182.

2. Авторское свидетельство СССР

Р,896636, кл. 6 06 G 7/24, 1980 (прототип). (54)(57) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий четыре операционных усилителя, первый и второй логарифмирующие элементы, два элемента c управляемой проводимостью, выполненные на полевых транзисторах, четыре. масштабных резистора и источник опор. ного напряжения, причем выход"пер"- . вого операционного усилителя через: первый масштабный резистор подключен к инвертирующему; входу второго опе- рационного усилителя..и::к истоку первого полевого транзистора, выход ис-. точника опорного напряжения через вто рой и третий. масштабные резисторы: подключен соответственно к инверти- . рующим входам третьего и четвертого операционных усилителей, второй лога .рифмирующий элемент включен в цепь отрицательной обратной связи третьего операционного усилителя., выход четвертого операционного усилителя подключен к затворам первого и второго палевых транзисторов, неинзертирующие входы второго и третьего операционных усилителей подключены .к шине нулевого потенциала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения точности, в него введены пятый операционный усилитель, третий логарнфмирующий элемент пятый и шестой масштабные резисторы, причем первый логарифмический элемент включен в цепь отрицательной ф обратной связи первого операционного усилителя, инвертирующий вход кото» рого является входом логарифмичвс» кого усклителж, четвертый масштабный резистор включен между выходом вто« рого операционного усилителя, являю- Я щимся выходом логарифмического уси.лителя, и истоком первого полевого транзистора, пятый масштабный резистор включен между выходом источника опорного напряжения и йстоком второго полевого транзистора, сток которого подключен к инвертирующему входу пятого операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого, включен шестой масштабный резистор, а неинвертирующий -вход . подключен к шине нулевого потенциаяа . выход пятого операционного усилите- .ля подключен к иейнвертирующему входу четвертого операционного усилителя, инвертирующий вход которого ив через. третий логарифмирующий элемент. подключен к-выходу третьего операционного усилителя.

1080156

Изобретение относится к усилительным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть использовано в аналоговой вычислительной технике.

Известен логарифмический усилитель, содержащий первый операционный усилитель, между входом и выходом которого включен логарифмирующий элемент, второй операционный усилитель, вход которого через термореэистор подключен к его выходу и через резистор - к выходу первого операционного усилителя(1) .

В этом усилителе компенсируются погрешности, вызванные медленным из- 15 менением температуры окружающей среды. Однако при быстром изменении вход. ного сигнала в логарифмическом усилителе появляются погрешности, обуслов= ленные тем, что терморезистор не 20 компенсирует изменение крутизны пе.редаточной характеристики усилителя, вызванное изменением рассеиваемой энергии в логарифмирующем транзисторе. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является логарифмический усилитель, содеражщий четыре операционных усилителя, пер- вый н второй логарифмирующие элементы, два элемента с управляемой проводимостью, выполненные на полевых транзисторах,.четыре масштабных резистора и источник опорного напряжения, причем выход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу второго операцион. ного усилителя и к истоку первого нолевого транзистора, выход источника опорного напряжения через второй 40 и третий масштабные резисторы подключен соответственно к инвертирующим входам третьего и четвертого операционных усилителей, второй логарифмирующий элемент включен в цепь 45 отрицательной обратной связи третьего операционного усилителя, выход четвертого операционного усилителя подключен к затворам первого и второго полевых транзисторов,неинвертирующие входы второго и третьего операцйоннных усилителей подключены к шине нулевого .потенциала (2) .

Недостатком этого усилителя asляются погрешности передаточной характеристики,. крутизна которой зависит. от обратного тока логарифмирующего элемента, а также погрешности, вызванные температурным дрейфом интегратора.

Цель изобретения - повышение точ- 60 ности работы логарифмического уси-лителя.

Укаэанная цель достигается тем, .что в логарифмический усилитель, cozepжащий четыре операционных уси- 65 лителя, первый и второй логарифмирующие элементы, два элемента с уп. равляемой проводимостью, выполненные на полевых транзисторах, четыре масштабных резистора и источник опорного напряжения, выход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и к истоку первого . полевого транзистора, источник опорного напряжения соответственно через второй и третий масштабные резисторы подключен соответственно к инверти рующим входам третьего и четвертого операционных усилителей, второй логарифмирующий элемент включен в цепь отрицательной обратной связи третьего операционного усилителя, выход четвертого операционного усилителя подключен к затворам первого и второго полевых транзисторов, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей подключены к шине нулевого потенциала, введены пятый операционный усилитель, третий логарифмирующий элемент, пятый и шестой масштабные резисторы, причем первый логарифмический элемент включен в цепь отрицательной обратной связи первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого является входом логарифмического усилителя, четвертый масштабный резистор включен между выходом второго операционного усилителя, являющимся выходом логарифмического усилителя, и истоком первого палевого транзистора, пятый масштабный резистор включен между выходом источника опорного напряжения и истоком второго полевого транзистора, сток которого подключен к инвертирующему Входу пятого операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен шестой масштабный резистор, а неинвертирующий вход подключен к шине нулевого потенциала,. выход пятого операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, инвертирующий вход которого через третий логарифмирующий элемент подключен к выходу третьего операционного усилителя.

На чертеже приведена функциональная схема логарифмического усилителя.

Устройство содержит пять 1-5 операционных усилителей,три 6-8 логарифмирующих элемента, два 9-10 элемента с управляемой проводимостью, шесть 11-16 масштабных резисторов.

Логарифмический усилитель работа- . ет следующим образом.

Входной ток 1,, протекая через первый 7 логарифмирующий элемент, 1080156 яй 1= Чт " 1

0=-й ь Ец!(йю 5) u,=-(R,+R„>,1Р„, R9 Rsq = R 0 R %

04= yтeh

g,д 12

04= 5 выполненный на транзисторе, вызывает на нет падение напряжения ф„ где Ч вЂ” температурный потенциал, 1К - обратный ток эмиттерного перехода транзистора.

Напряжение на выходе второго 2 операционного усилителя равно

I где R - сопротивленйе канала перво- го 9 полевого транзистора, Ri — сопротивление первого 11 масштабного резистора.

Напряжение на инвертирующем входе четвертого 4 операционного усилителя равно гдеИ1т,2 3- сопротивления второго и 25 третьего масштабных ре-. зисторов 12 и 13.

Напряжения на инвертирующем и неинвертируккцем входах близки друг к другу.

Напряжение на выходе пятого операционного усилителя 5 равно где Р, — сопротивление канала второго

10 полевого транзистора;

" — сопротивление пятого масштабного резистора 15.

Первый 9 и второй 10 полевые транзисторы выполнены на одной подложке, при этом их характеристики получаются близкими. Для еще большего сближения характеристик служат четвертый 14 и пятый 15 масштабные резисторы из чего следует, что

Выходное напряжение логарифмичес кого усилителя (6 17 11 1

u, — — ц--е.—,*ь, . щ

Нз чего следует, что крутизна(®) передаточной характеристики не зави:сит от температуры.

Введение новых элементов и связей позволяет существенно повысить точность логарифмического усилителя.

ВНИИПИ „ Заказ 1339/49 1иРщ 699 . ПодписиОе юаеевюю ЬюееююеФююю Фее филиал ППП Патент", r.Óàãáðîä, ул. Проектная, 4