Аналоговый экспоненциатор

 

I нтт 5843I2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

4"Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.76 (21) 2376578/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (51) М. Кл.- С 066 7, 24

Госуаарствеииый комитет

Совета Миттистров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

Р. В. Бегота, Л. А. Лукащук и В. П. Тарасов

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВЫЙ ЭКСПОНЕНЦИАТОР

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известны функциональные преобразователи с антилогарифмической характеристикой, содержащие нелинейный блок, подключенный к входу операцт онного усилителя (1). Однако они имеют невысокую точность воспроизведения заданной функциональной характеристики при большом диапазоне входных сигналов. Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к изобретению является аналоговый экспоненциатор, содержащий операционный усилитель, к входу которого подключен коллектор антилогарифмирующего транзистора, выход операционного усилителя соединен с выходом экспоненциатора (2). Этот экспоненциатор имеет также сравнительно малый динамический диапазон входного напряжения вследствие погрешности, вызванной влиянием объемного сопротивления транзистора в области базы и контактным сопротивлением между областью эмиттера и выводом.

Предлагаемый аналоговый экспоненциатор отличается от известных тем, что в него введены включенные последовательно инвертирующий и суммирующий усилители, второй вход суммирующего усилителя подключен к входу экспоненциатора, выход суммирующего усилителя соединен с эмиттером антилогарифмирующего транзистора, база которого присоединена к входу инвзртирующего усилителя. Это расширяет динамический диапазон

5 входного напряжения.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого экспоненциатора.

Он состоит из суммирующего усилителя 1, инвертирующего усилителя 2, антилогарпфмиl0 рующего транзистора 3 и операционного усилителя 4.

С возрастанием входного напряжения на входе 5 экспоненциатора начинает сказываться падение напряжения на сопротивлении ба15 зовой области антилогарифмирующего транзистора 3, возникающее от протекания тока базы. Э го падение напряжения приводит к отклонению коллекторного тока антилогарифмирующего транзистора 3 от экспоненциаль20 ного закона и является напряжением погрешности. Так как потенциал базы антилогарнфмирующего транзистора 3 близок к нулю за счет глубокой обратной связи инвертирующего усилителя 2, то напряжение эмиттер — база

25 антилогарнфмирующего транзистора 3 можно представить в виде суммы напряжения эмиттер — база идеального транзистора и падения напряжентия на сопротивлении базовой области антилогарпфмирующего транзистора 3

30 афтаб -тэбид + т б т б (1) 584312

Составитель О. Отраднов

Редактор Л. Тюрина Техред И. Михайлова Корректор О Тюрина

Заказ 3266(2 Изд. М 203 Тираж 818

1-!ПО Государственного комитета Совета Мнннстров СССР пб делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4/5

Подписное

Тпиографпя, пр. Сапунова, 2 где Уа; — напряжение эмиттер — база антилогарифмирующего транзистора 3;

U,|;„, — напряжение эмиттер — база идеального транзистора;

1о — ток базы антилогарифмирующего транзистора 3;

r;, — сопротивление базовой области антилогарифмирующего транзистора 3.

Инвертирующий усилитель 2 преобразует ток базы в напряжение, синфазное по отношению к напряжению на входе 5 экспоненциатора. Суммирующий усилитель 1 производит сложение этих напряжений. Если величина сопротивления в цепи обратной связи инвсртпрующего усилителя 2 равна величине сопротивления базовой области антилогарифмирующего транзистора 3, то-на выходе суммирующего усилителя 1 получаем

U — U„, + 76 гб (2) где U< — напряжение на выходе суммирующего усилителя 1;

U, — напряжение на входе 5 экспоненциатора.

Можно считать, что напряжение на выходе суммирующего усилителя 1 равно напряжению эмиттер — база антилогарифмирующего транзистора 3, поэтому выражение (1) преобразовывается и имеет вид

U,„, +16 гб — U,о„,. +16 rq, (3) т. е. U,.„=U.б„.

Это означает, что происходит более точная компенсация влияния сопротивления базовой области антилогарифмирующего транзистора

3 и, следовательно, устройство может рабо5 тать в широком динамическом диапазоне изменения коллекторного тока, т. е. в более широком динамическом диапазоне входных сигналов.

На чертеже поз. 6 обозначен выход экспо10 ненциатора.

Формула изобретения

Аналоговый экспоненциатор, содержащий операционный усилитель, к входу которого

15 подключен коллектор антилогарифмирующего транзистора, выход операционного усилителя соединен с выходом экспоненциатора, с тл ич а ю щи йся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входного напряже20 ния, в него введены включенные последовательно инвертирующий и суммирующий усилители, второй вход суммирующего усилителя подключен к входу экспоненциатора, вы ход суммирующего усилителя соединен с

25 эмиттером антилогарифмирующего транзистора, база которого присоединена к входу ипвертирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

30 1. Корн Г. и Кори T. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. «Мир», 1967, с. 315 — 316, фиг. 6. 29.

2. Патент США Ма 3612902, кл. 307 — 229, 1971.