Логарифмический преобразователь (его варианты)
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повьшение точности, что достигается введением первого и второго блоков умножения, которые формируют температурную поправку, пропорциональную соответственно первой и второй степени приращения температуры . В выходном сумматоре температурная поправка вычитается из выходного сигнала логарифмического усилителя и позволяет достигнуть высокой степени компенсации температурной погрешности.. 2 ил. сл ND СО 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (бу4 G 06 G 7 24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
{21) 3879684/24-24 (22) 04.04.85 (46) 15.02.87. Бюл. М 6 (71) Томский политехнический институт им.С.М.Кирова (72) К.И.Заподовников и В.В.Самокиш (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1080156, кл. G 06 G 7/24, 1982.
Авторское свидетельство СССР
Ф 830421, кл. С 06 G 7/24, 1979. (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение точности, что достигается введением первого и второго блоков умножения, которые формируют температурную поправку, пропорциональную соответственно первой и второй степени приращения темжратуры. В выходном сумматоре температурная поправка вычитается из выходного сигнала логарифмического усилителя и позволяет достигнуть высокой степени компенсации температурной погрешности.. 2 ил.
1 12903
Изобретение относится к устройст— вам преобразования электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.
Целью изобретения является повышение точности.
На фиг.1 и 2 приведены функциональные схемы логарифмического преобразователя по первому и второму варианту. 1Р
Преобразователь содержит логарифмический усилитель i первый 2 и второй 3 сумматоры, термокомпенсирующий элемент 4, источник 5 опорного сигнала, первый 6 и второй 7 бло- 15 ки умножения.
Логарифмический преобразователь работает следующим образом.
Выходной сигнал логарифмического усилителя 1, осуществляющего с масштабом kT логарифмическое преобразование входного сигнала х, k-Т Inx зависит от абсолютной температуры Т.
Для любой температуры рабочего диапазона (То -hT, Т +ьТ) справедливо
Uä,=k Т ° 2nx = 1с(Т +ЯТ) knx, (1) где То — произвольное фиксированное значение температуры, например, средняя температура рабочего диапазона.. Тогда составляющая этого сигнала k Т,3пх не завит от температуры и является желаемым результатом преобразования. Компенсация зависящей от изменения температуры S T составляющей k 8T Inx производится во втором сумматоре 2, где к выходному сигналу блока логарифмирования добавляется компенсирующий сигнал.
Выходной сигнал термокомпенсирующе- 4р
ro элемента 4 пропорциональный температуре логарифмического усилителя 1:
К = --- — — (5)
k To lo
5. С hT
Тогда при произвольной температуре
5 логарифмирующего усилителя 1 выходное напряжение первого сумматора 3
-К k4Т .(6)
К =
1 дТ (11)
k Т Т
К =
50 то выходной
К = †; — (4) Tî
4 дТ
U4 -kT = -k(Та ЕТ ) (2) и сигнал С источника 5 опорного напряжения.суммируются с масштабным коэффициентами k4и 1, величину которых выбирают из условия обеспечения наиболее благоприятного для точной работы блоков 6 и 7 умножения уровня входных сигналов, соответствующего, например, при крайних значениях температуры рабочего диапазона (В Т = дТ уровню — КТ
U,— = K,k (T + ЕТ)+К С k T,(3) что удовлетворяется при
В схеме преобразователя компенсация зависящей от температуры составляющей выходного сигнала логарифмического усилителя 1 осуществляется во втором сумматоре 2 выходным сиг- . налом первого блока 6, умножения, осуществляющего перемножение выходных сигналов логарифмического усилителя 1 и первого сумматора 4.
Б 1с Упх(Т + RT) К4 Р Т k (7) и в,орого блока 7 умножения, перемножающего выходные сигналы первого олока 6 умножения и первого сумматора 4:
U>= k- 1nx (То +ET ) K ST k (8) Сигнал на выходе второго суммато ра, являющегося выходом преобразова-!. теля, с учетом коэффициентов передачи по его первому, второму и третьему входам К,, К и К
У К, Ь (Т +ST) fnx К К k(T +ВТ) fnx x (9:) х оТ k + К,К к Рпх(То +3Т) K„ST ° k
Если масштабные коэффициенты по второму и третьему входам второго сумматора выбрать из условия сигнал преобразователя
U = K;k Т,. lnx 1+ (— -) (12) оТ о т.е. максимальная температурная ошибка логарифмического усилителя 1 при
3Т =дТ уменьшается во много раз, потемпературная ошибка уменьшается в
100 раз ° Выражения (10) и (11) показывают, что коэффициенты передачи второго сумматора по второму и третьему входам при k.Т = 1 составляют
aT часть от масштабного коэффициТ 10 о ента по первому входу, соответственно и погрешность блоков умножения
То уменьшается в — раз, т.е. в преоб15 раэователе уменьшена чувствительность результата преобразования и погрешности применяемых блоков умножения.
Во втором варианте выполнения 20 логарифмического преобразователя корректирующий сигнал формируется .блоком 6 умножения как произведение выходного сигнала устройства К,"Т knx (выход второго сумматора 2) и выходного сигнала первого сумматора:
U — К 1с "Т Inx К,1с 3Т. (13)
Выходной сигнал преобразователя равен сумме выходных сигналов логариф- 30 мического усилителя 1 и блока 6 умножения.
U< — К 1с(Т„+8Т) 3nx — К К, k ° Т ° 1пх х х к4k RT (14) и ПРИ Z 6T 35
К (15)
k- То То не зависит от изменения температуры логарифмического усилителя;
Uq= К, k Т;2пх (16) чувствительность результата преобразования в погрешности блока умножения, То снижена в — — раз, что следует 45
aT из выражения (6) .
Таким образом, в первом его варианте влияние мультипликативной температурной погрешности логарифмического усилителя снижено по крайТ < мере в () раз. При использовании ьТ
3 12903 ьТ о скольку — — с 1, так при aT = ЗО С
67 4 в логарифмическом усилителе естественной логарифмической зависимости вольт-амперной характеристики полупроводниковых элементов его мультипликативная температурная ошибка, составляющая О,ЗЗЖ /оС, может быть снижения до уровня 0,01X / С в диапазоне температур Т + 55 С.
Формула изобретения
1. Логарифмический.преобразователь, содержащий логарифмический усилитель, соединенный входом с инфор-мационным входом преобразователя, выходом подключенный к первому входу выходного сумматора, выход которого является выходом преобразователя,. дополнительный сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу термочувствительного элемента и к выходу источника опорного сигнала, о т л.и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности в него введены первый и второй блоки умножения, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам выходного сумматора, первые входы блоков умножения подключены к выходу дополнительного сумматора, а вторые входы подключены соответственно к выходу логарифмического усилителя и вто- . рому входу выходного сумматора.
2. Логарифмический преобразователь, содержащий логарифмический усилитель, соединенный входом с информационным входом преобразователя, выходом подключенный к первому входу выходного сумматора, выход которого является выходом преобразователя, дополнительный сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу термо- чувствительного элемента и к выходу источника опорного сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок умножения, выход которого подключен к второму входу выходного сумматора, соединенного выходом с первым входом. блока умножения, подключенного вторым входом и к выходу дополнительного сумматора.
1 290367 иг
Составитель Н.Фирсов
Техред М.Ходанич Корректор С.Черни
Редактор Э.Слиган
7905/49 Тираж 673 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
