Экспоненциальный преобразователь
Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналого-,, вых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности достигается за счет того, что в преобразователь. введены третий 7 экспоненциальный и логарифмический 8 транзисторы и источник 9 опорного напряжения , которые в совокупности с вторым операционным усилителем 2 образуют блок 10 инверсии тока. Благодаря введению блока 10 инверсии токов и новьк связей между элементами устройства в преобразователе достигается положительный эффект, а именно обеспечивается компенсация падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 5 с учетом реальной зависимости - базового тока от напряжения на эмиттерном переходе и при этом значительно уменьшено влияние на результат преобразования неидеальности элементов цепи компенсации. 1 ил. (Л 00 о: САЭ N3 05 О1
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (sl) 4 0 06 G 7/24
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
М ф . (.1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4097583/24-24 (22) 29.07 ° 86 .(46) 30.12.87. Бюл.М 48 (71) Томский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) В.В.Самокиш и П.Н.Тиссен (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 584312, кл. G 06 Г 7/24, 1976.
Авторское свидетельство СССР
Р 813465, кл. G 06 G 7/24, 1979. (54) ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам преобразования электрических. сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности—
„,Я0„„13632 5 А 1 достигается за счет того, что в пре-. образователь введены третий 7 экспоненциальный и логарифмический 8 тран- . зисторы и источник 9.опорного напряжения, которые в совокупности с вторым операционным усилителем 2 образуют блок 10 инверсии тока. Благодаря введению блока 10 инверсии токов и новых связей между элементами устройства в преобразователе достигается положительный эффект, а именно обеспечивается компенсация падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 5 с учетом реальной зависимости, базового тока от напряжения на эмиттерном переходе и при этом значитель- Ж но уменьшено влияние на результат преобразования неидеальности элементов цепи компенсации. 1 ил. С:
1 13632
Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналого5 вых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике.
Цель изобретения — повышение точности.
На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема преобразователя.
Экспоненциальный преобразователь содержит два операционных усилителя
1 и 2, два масштабных резистора 3 и 4, три экспоненциальных транзистора 1«:
5-7, логарифмический транзистор 8, источник 9 опорного напряжения, совокупность элементов 2,7,8 и 9 образует блок 10 инверсии тока.
Экспоненциальный преобразователь работает следующим образом.
Экспоненциальная зависимость между входными и выходными напряжениями обеспечивается за счет использования естественной нелинейной зависимос-2Б ти тока коллектора первого транзистора 5 и напряжения на его эмиттерном переходе кгпв
05 где q = 0,026  — температурный потенциал; — тепловой ток эмиттерного
0,5 перехода первого экспоненциального транзистора 5; — напряжение на входе преобразователя;
R — сопротивление второго мас4 штабного резистора 4. б Б (3)
Напряжение на эмиттерном переходе с учетом (2) и (3):
U„=Uq„-I5 В, -I R +k I R (4)
"5 Ь" b5 b5 55 9 «О b5 3
При обеспечении условий (5) R Rç k„Rэ напряжение на выходе преобразователя не зависит от сопротивления базы первого экспоненциального транзистора 5:
Величина сопротивления второго масштабного резистора 3 определяется из условия (5):
Rrg
1 «о
Условие физической реализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 3) обеспечивается при (7) 65 2
Формирование тока, пропорционального току базы первого экспоненциального транзистора 5, осуществляется с помощью идентичного первому второго экспоненциального транзистора 6, напряжение .между базой которого и шиной нулевого потенциала поддерживается блоком 10 инверсии тока близким нулю..
Поскольку при этом первый 5 и второй
6 экспоненциальные транзисторы работают практически при одинаковых напряжениях на эмиттерных переходах, то их базовые токи равны: (г)
0вБ « и + IG НБ
5 5
В то же время увеличение этого тока желательно как с целью увеличения диапазона изменения входных сигналов, так и с целью повышения быстродействия.
Для компенсации указанной ошибки база первого транзистора подключена к шине нулевого потенциала через первый масштабный резистор.
Однако напряжение на эмиттерном переходе первого экспоненциального транзистора отличается от напряжения между его эмиттерным и базовым зажимами U б. из-за наличия объемного 5 сопротивления базы R которое является причиной погрешности в области больших рабочих токов коллектора.
Напряжение на выходе усилителя 2 определяется входным током блока 10 в ««o
U = -«гЬ вЂ”-2 (8)
08 где Х вЂ” тепловой ток эмиттерного
De перехода третьего транзистора 8.
С учетом величины источника 9 опорного напряжения и с учетом положительности направления тока от эмиттера к коллектору ток коллектора третьего экспоненциального транзистора 7, являющийся выходным током блока 10 можно записать следующим образом:
Ipl 1.1 9
> вык = — — — вк ехр, (9)
T «о вв 6Ф
Т где Х в — тепловой ток эмиттерного перехода третьего экспоненциального транзистора 7.
1363265 и з о б р е т е н и я )p
Фо р мул а
Составитель Н.Зайцев
Редактор E.Êîï÷à Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга
Заказ 6365/43
Тираж 671 Подписно е
ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-,полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4
Полагая, что транзисторы 8 и 7 идентичны и их обратные токи равны
U т
Источник 9 опорного напряжения позволяет менять масштабный коэффициент преобразования k
Экспоненциальный преобразователь, содержащий первый и второй экспоненциальные транзисторы, эмиттеры которых соединены с входом преобразова- 16 теля, коллекторы подключены соответственно к входу первого операционного усилителя и шине нулевого потенциала, а базы подключены соответственно к первому выводу первого масштабного 2б резистора и входу второго операционного усилителя, второй масштабный резистор включен в цепь отрицательной:. обратной связи первого операционного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены логарифмирующий транзистор, третий экспоненциальный транзистор и источник опорного напряжения, соединенный выходом с базой третьего экспоненциального транзистора, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с выходом второго операционноУ го усилителя и первым выводом третьего масштабного резистора, подключенного вторым выводом к шине нулевого потенциала и базе логарифмирующего транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с входом и выходом второго операционного усилителя.
