Устройство для возведения в степень

 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых вычислительных устройствах, а также в приборостроении, в измерителях среднеквадратичных значений на пряжения или тока. Целью изобретения является повьппение точности, что достигается введением двух линейных преобразователей напряжение-ток и соот-; ветствующих связей. В последователь-, но соединенных разноименными выводами диодах протекает постоянный прямой ток 1 и противоположно направленные токи, значения которых равны i и пропорциональны напряжению входного сигнала. Значение составляющих напряжений диодов связано только с протеканием через них тока t . Для компенсации дополнительной погрешности выходные сопротивления источников о в опорного тока и линейных преобразоел вателей напряжение - ток должны быть высокими и в сотни раз превышать сопротивление диодов. 1 нл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлисть1чесних

РЕСПУБЛИК (59 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пряжения или тока. Целью изобретения является повынение точности, что достигается введением двух линейных преобразователей напряжение-ток и соот-, ветствующих связей. В последователь-; но соединенных разноименными выводами диодах протекает постоянный прямой ток 1„ и противоположно направленные токи, значения которых равны х и пропорциональны напряжению входного сигнала. Значение составляющих напряжений диодов связано только с протеканием через них тока 1,,Для компенсации дополнительной погрешности выходные сопротивления источников опорного тока и линейных преобразователей напряжение — ток должны быть высокими и в сотни раз превышать сопротивление диодов. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573773/24-24 (22) 06.01.83 (46) 23.1 0.86. Бюл. У 39 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) В.В. Иванютин (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 366476, кл. G 06 G 7/20, 1970, Авторское свидетельство СССР

У 1111180, кл. G 06 G 7/20, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В

СТЕПЕНЬ (57) Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых вычислительных устройствах, а также в приборостроении, в измерителях среднеквадратичных значений на.SU, 1265803 А 1

1265803

Изобретение относится к аналого-вой вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных устройствах, а также в приборостроении, в измерителях среднеквадратичных значений напряжения или тока.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для возведения в степень.

Устройство для возведения в степень содержит четыре диода 1-4, два источника 5 и б опорного тока, операционный усилитель 7 и два линейных преобразователя 8 и 9 напряжение-ток.

Устройство для возведения в степень работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала через диоды 3 и 4 протекает постоянный ток источника 6 опорного тока, значение которого равно I Через диоды 1 и 2 протекает сумма выходно,го тока источника 5 опорного тока,, равного 2 I„ и выходного тока йсточника 6 опорного тока.

В результате того, что направления токов указанных источников опорного тока по отношению к шине нулевого потенциала противоположны, значение постоянного прямого тока диодов

1 и 2 также равно I„.

Возможность использования в уст-ройстве диодов Шоттки, обладающих черезвычайно малой инерционностью и близкими по значениям параметрами

Я H 14, позволяет достигнуть малых значений частотной погрешности устройства в широком диапазоне частот.

Зависимость величины тока, протекающего через диод, от величины приложенного к р- 0 -переходу этого диода напряжения с достаточно малой погрешностью определяется уравнением

I= I, (e --1), н т где ?, — ток насыщЕния;;

U — напряжение на диоде; кт

Ч, = - — температурный потенциал.

При прямых напряжениях на диоде, в десять и более раэ превьш)ающих значение <р, единицей в этом уравнении можно пренебречь и в этом случае справедливо следующее выражение для напряжения на диоде

U=qð 1.

При появлении напряжения 0 „ на входе устройства через выходную цепь линейного преобразователя 9 напряжение-ток и диод 2 протекает ток, зна1

5 чение которого в любой момент времени прямо пропорционально напряжению входного сигнала 0 „. Коэффициент преобразования линейного преобразова- теля 9 напряжение-ток равен Кк=-))Через первый диод 1.протекает ,сумма выходных токов линейных преобразователей 8 и 9 напряжение-ток.

Поскольку в устройстве коэффициент преобразования второго линейного преобразователя 8 напряжение-ток в два раза больше, чем у второго и K8 = — 2К, то и через диод 1 выходные токи линейных преобразователей

8 и 9 напряжение-ток протекают в противоположных направлениях, значение составляющей тока диода 1, пропорциональной напряжению входного сигнала, также равно <

Таким образом, через каждый из диодов 1 и 2 устройства протекает постоянный прямой ток Iö и ток 1 пропорциональный напряжению входного сигнала. В этом случае значения составляющих напряжений диодов 1 и 2, связанных только с протеканием через них тока ), могут быть получены из уравнения

1р+

-,Š— ", -, .—," =9,Å.(.— i-q In .

35 Для тех случаев, когда мгновенные значения i(" Ið, справедливо разложение напряжения 0 в следующийстепенной ряд:

40 н=Ц,((х 1 — )Õ.lt — )f-5) - — (хь- ) 1 ...) = (2 1 1 4

2 4 — — — +—

Так как два одинаковых диода 1 и

2 соединены последовательно разноименными выводами и в них протекает постоянный прямой ток 7р и противоположно направленные токи, значения которых равны i, составляющая напряжения пары диодов 1 и 2, связанная с током 1, определяется выражением н„-.н, u,-),(-(+ ф(+. )

Эта составляющая не содержит членов

1 с нечетными степенями отношений

7р что свидетельствует о компенсации их в такой схеме устройства в реэульта1265803 4 быть высокими (в сотни раз дожны превьппать сопротивления диодов) .

Формула изобретения

10 и пропорционально квадрату входного

15 сигнала 0 вх

Аддитивная погрешность устройства, связанная с шумами диодов, может быть значительно уменьшена при использовании вместо каждого из четы20 рех диодов, четырех групп диодов, соединенных последовательно разноименными выводами и выполненных на одном кристалле полупроводника. Каждая из групп диодов должна иметь оди25 наковое количество диодов.

Для того, чтобы дополнительная: погрешность преобразования, связан ная с протеканием части выходных то-. ков каждого из источников опорного тока и линейных преобразователей на30 пряжение-.ток через выходные цепи других источников опорного тока и линейного преобразователя напряжение-ток, была скомпенсирована, выходные сопротивления указанных элементов должны 35 те принятого выбора величин и направ лений токов, протекающих через диоды

При !iI,=0,1.1„" в выражении для составляющей найряжения пары диодов членами со степенями отношения и

>и

Р начиная с четвертой, можно пренебречь с погрешностью, не превьппающей 0,57.. В этом случае напряжение, поступающее на вход операционного усилителя 7, Устройство для возведения в степень, содержащее операционный усилитель, соединенный неинвертирующим входом с шиной нулевого потенциала и первым выводом первого источника опорного напряжения тока, подключенного вторым выводом к инвертирующему входу операционного усилителя, две ветви, каждая из которых содержит два последовательно соединенных диода, включенных согласно, первые выводы ветвей соединены между собой, второй источник опорного тока, соединенный первым выводом с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены первый и второй линейные преобразователи напряжение-ток, входы которых соединены с входом устройства, а выходы подключены соответственно к общему выводу первой и второй ветвей, соединенному с вторым вы- водом второго источника опорного тока, и к общему выводу первого и второго диодов второй ветви, соединенной вторым выводом с шиной нулевого потенциала, второй вывод второй ветви соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого является выходом устройства. а

1265803

Составитель Н. Зайцев

Техред А.Кравчук Корректор М. Самборская

Редактор А. Ворович

Заказ 5667/48 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4