Аналоговое вычислительное устройство

 

ий . ТФь4 ) Ь- 1

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 543947 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.10.75 (21) 2182926/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01,77.Бюллетень ¹ д (45) Дата опубликования описания 11.05.77 (51) М. Кл."506 G 7/12

Государственный комитет

Сонета Министраа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681,335 (088. 8) A. А. Выменец (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам аналоговой вычислительной техники, в частности к устройствам, выходной сигнал кото» рых пропорционален квадрату одного входного напряжения и обратно пропорционапен другому входному напряжению.

Одно из известных устройств вычисления отношения двух напряжений содержит. операционный усилитель, накопительный конденса тор ключевые элементы, бпок управпения й11. ото устройство имеет сравнительно низкую точность вычисления.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее бпизким к предложенному является аналоговое вычиспитепьное 15 устройство, содержащее выходной операционный усилитель, между входом и выходом ком торого подключен токоизмеритепьный резис тор, последовательно включенные первый и второй погарифмирующне диоды, ко входу выходного операционного усилителя подключен третий логарифмирующий диод, другой электрод которого соединен с одноименным электродом второго погарифмирующего диода, четвертый логарифмируюший диод, один 25 электрод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноименным электродом первого логарифмируюшего диода, первый и второй источники входных напряжений (2).

Это устройство сложно по функциональной схеме и, как следствие, имеет сравнительно невысокую точность работы.

11епью изобретения является повышение точности и упрошение устройства.

Предложенное устройство отличается от известных тем., что в него введены первый и второй генераторы тока, первые входы которых подключены к первому источнику входного напряжения, второй вход первого генератора тока соединен со вторым источником входного напряжения, второй вход второго генератора тока подключен к шине нулевого потенциала, выход первого генератора тока присоединен к одноименным электродам первого и четвертого логарифмируюших диодов, выход второго генератора тока подключен к одноименным электродам второго и третьего логарифмируюших диодов.

543947

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Она содержит второй источник входного напряжения 1, первый генератор тока 2, пврвый и второй логарифмируюшие диоды 3 и

4, третий и четвертый логарифмируюшие диоды 5 и 6, второй генератор тока 7, выходной операционный усилитель 8, токоизмери« тельный резистор 9, шину нулевого потенциала 10, первый источник входного напря- фо жения 11.

Устройство работает следующим образом.

Потенциал входа выходного операционного усилителя 8 практически равен нулю благодаря глубокой отрицательной обратной связи через токоизмерительный резистор

9, поэтому напряжение на первом и четвертом логарифмируюших диодах 3 и 6 равно напряжению на втором. и третьем. логарифмирукших диодах 4 и 5. Первый и четвертый 29 логарифмируюшие диоды 3 и 6 включены встречно, второй и третий логарифмируюшие диоды 4 и 5 также включены встречно, поэтому в силу основного свойства логарифмируюших элементов (логарифмируюших диодов) отношение тока через первый логарифмируюший диод 3 к току через логарифмируюший диод 6 равно отношению тока через второй логарифмируюший диод 4 к току через третий логарифмируюший диод 5. Но токи че- 30 рез первый и второй логарифмируюшие диоды 3 и 4 равны. Следовательно, ток через третий логарифмируюший диод 5 равен квадрату тока через первый и второй логарифмируюшие диоды 3 и 4, деленному на ток че- 35 рез четвертый погарифмируюший диод 6.

Обратные токи через все логарифмируюшие диоды, как и в устройстве-прототипе, компенсируются.

Выходной ток первого генератора тока

2 является линейной функцией двух входных напряжений: первого источника входного напряжения 11 и второго источника входного напряжения l. При этом, выходной ток первого генератора тока 2 растет 45 с увеличением напряжения от второго источника входного напряжения 11. Выходной ток второго генератора тока 7 пропорционален напряжению от первого источника входного напряжения 11. Поэтому сумма выходных токов первого и второго генераторов тока 2 и 7 зависит только от напряжения второго источника входного напряжения 1.

Ток через третий погарифмируюший диод, 5 равен разности между выходным током второго генератора тока 7 и током через первый и второй погарифмируюшие диоды

3 и 4. Этот последний ток в свою очередь равен разности между выходным током первого генератора тока 2 и током через четвертый погарифмируюший диод 6.

С учетом указанной выше зависимости между токами логарифмируюи.;их диодов 3

4, 5 и 6 ток через третий логарифмируюший диод 5 оказывается прямо пропорциональным квадрату выходного тока второго генератора тока 7 и обратно пропорциональным сумме выходных токов первого и второго генераторов тока 2 и 7.

Следовательно, ток через третий погарифмирукщий диод 5 прямо пропорционален квадрату напряжения первого источника входного напряжения 11 и обратно пропорционален напряжению второго источника входного напряжения 1.

Ток червз третий логарифмируюший диод 5 измеряется с помошью токоизмерительного резистора 9 и выходного операционного усилителя 8, выходное напряжение которого является выходным напряжением. устройства.

Предложенное аналоговое вычислительное устройство позволяет увеличить точность путем уменьшения погрешности преобразования в области малых токов через погарифмиру« юшие диоды (логарифмируюшие элементы), и, кроме того, оно проше известного.

Формула изобретения

Аналоговое вычислительное устройство, содержащее выходной операционный усипитень, между входом и выходом. которого включен токоизмерительный рвзистор, поспедоватеш но включенные первый и второй погарифмируюшие диоды, ко входу выходного операционного усилителя подключен третий логарифмируюший диод, другой электрод которого соединен с одноименным электродом вто рого логарифмируюшего диода, четвертый логарифмируюший диод, один электрод кото« рого подключен к шине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноимен-, ным электродом первого логарифмируюшего диода, первый и второй источники входных напряжений, о т л и ч а ю ш е е с я теь, что, с цепью повышения точности и упроше ния в него введены первый и второй гене«

7 раторы тока, первые входы которых подключены к первому источнику входного напряже» ния, второй вход первого генератора тока соединен со вторым источником входного напряжения, второй вход второго генератора тока подключен к шине нулевого потенциала выход первого генератора тока присоединен к одноименным. электродам. первого и четвертого логарифмирующих диодов, выход второго генератора тока подключен к одноименным электродам второго и третьего погарифмируюших диодов.

543947

Ссстввктвкв О, Оiрккков

Рококтср И С ре - а во М. Ловкккок Корректор И. Гокскк

Заказ 872/64 тщ Е18 Подписное

0НИИПИ Государственного комвтвта Совета Министров СССР по деаам нвобретеиий и открытий

113035, Москва, Ж38, Раушская наб., д. 4/S

Филиал. ППП юПатыгф р, г УЖгород уа Гфюектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 3686513, нац.кл.

307-229, опубл. 22.07,19,72.

2, Жилинскас Р.-П. П. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительной техйике. Советское радио", 1975 стр.

84-86, рис. 3, 26 (прототип).