Логарифмический функциональный преобразователь

 

(72) Авторы изебретеиия

P. В. Бегота, Л. А. Лукашук и P. А. Ткаченко (7 1 3ияиитель Львовский оРдена Ленина политехнический инститУт (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны логарифмические функциональные преобразователи, содержашие входной резистор и операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен би»

5 полярный транзистор с заземленной базой, и используюшие для воспроизведения функции логарифма зависимость между током коллектора и падением напряжения на ло емиттерном переходе биполярного транзистора (1J.

Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон изменения входного сигнала. l5

Наиболее близким техническим решением к данному является логарифмический функциональный преобразователь, содержаший сумматор, выход которого является выходом преобразователя первый операционный усилитель, выход которого пой«лючен к первому входу сумматора, вход» ной резистор, первый вывод которого под« ключен ко входу первого операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, логарифмирующий

h-p-И вЂ” транзистор, коллектор которого подключен ко входу, а эмиттер - к выходу первого операпионного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого подключен к базе логарифмируюшего h-p-й - транзистора, выход - ко второму входу сумматора, а между входом и выходом которого включен резистор обратной связи (21.

Недостатком описанного устройства, позволяюшего осушествить частичную компенсацию погрешности, обусловленной падением напряжения на обьемном сопротивлении базы логарифмируюшего транзнстоЪ ра при протекании базового тока, является наличие погрешности, обусловленной зависимостью объемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора, которая приводит к ограничению диапазона входного сигнала для достижения требуемой точности.

384560

Е1епь изобретения - повышение точности преобразователя эа счет компенсации погрешности, обусловленной зависимостью обьемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора.

Это достигается тем, что погврифмичес-> кий функционвпьный преобрвзоввтепь содержит И пороговых эпементов и элемент с управляемой проводимостью нв диоднореэисторных ячейках, информационный вход которого соединен со входом, в выход - с выходом второго операционного усипитепя, уцрввпяюшие входы - с выходами пороговых элементов, первый вход каждого из пороговых элементов соединен со вторым выводом входного резис тора, в второй вход — с шиной опорного напряжения преобразователя.

Нв чертеже приведена схема погарифмического функционального преобрвэова-

20 теля.

Преобрвзоввтепь содержит первый операционный усилитель 1, погарифмируюший и-р-p - транзистор 2, второй операционный усилитель 3, сумматор 4, входной резистор 5, резистор обратной связи 6, эпемент 7 с управпяемой проводимостью нв диодно-резисторных ячейках, 8 пороговых апементов 8, ., 8 .

° Преобрвэоввтепь работает спедуюшим образом. При нулевом входном напряжении преобрвзоввтепя.0>< пороговые эпементы 8;... 8> закрыты и апемент 7 с упрввпяемой проводимостью имеет сопротивпение, близкое к бесконечному. Потея-з циап базы транзистора 2 поддерживается близким к нулю во всем диапазоне изменения входного сигнала благодаря известным свойстввм операционных усилителей, охваченных отрицатепьной обратной связью. о

С изменением входного напряжения Ug изменяется коппекторный ток транзистора

2, который связан логарифмической зввисимостью с выходным напряжением Uq первого операционного усилителя 1. При увеличении коппекторного тока начинает сказываться падение нвпряжения на объемном сопротивлении Гд- базы трвнзисторв

2, возникаюшее от протекания тока базы

3+ ° Это напряжение является напряжением щ погрешности и приводит к отклонению напряжения l3q от логарифмической зависимости. Ток базы транзистора 2 преобразуется в напряжение-U+ с помошьro второго операционного усилителя 3. Выбрав д вепичину сопротивления резистора обратной связи 6, равной обьемному сопротивпению Гg базы транзистора 2, получим напряжение- Ц равное по модулю напряжению погрешности, обусловленной напичием обьемного сопротивления базы транзистора 2. Сумматор 4 суммирует напряжения Ц и-О, и тем самым позвопяет скомпенсировать указанную погреш ность. Твк квк с увеличением коллекторного тока сопротивпение г - уменьшве ся по величине, то необходимо обеспечить аналогичное изменение сопротивпения обратной связи второго операционного усипитепя. Поэтому при опредепенном уровне входного нвпряжения срабатывает первый пороговый элемент 8, который подает нв упрввпяюший вход эпементв 7 сигнал, вызываюший параллельное подкпючение к резистору обратной связи 6 соо ветствуюшего дополнительного резистора.

Аналогично при определенных уровнях входного сигнала срабатывают другие пороговые элементы 8,..., 8 >, в резупьтате чего эквиввпетное сопротивление в цепи обратной связи второго операционного усилителя 2 будет уменьшаться с увепичением входного сигнала. Опредепив закон изменения этого сопротивления в соответствии с известной зависимостью объемного сопротивления базы транзистора от коппекторного тока транзистора и заданной погрешностью аппроксимвции, можно рассчитать параметры элемента 7 и выбрвть напряжения срвбатыввния пороговых апементов 8,..., 8 . Спедует отметить, что точность воспроизведения укаэанной зависимости может быть относительно низкой, поскольку погрешность аппроксимации этой зввисимости является погрешностью1 второго порядка.

Введение в преобрвзоввтепь пороговых эпементов и эпемента 7 с управляемой проводимостью поэвопяет осушествить компенсацию погрешности, обусловленной пвдением напряжения на объемном сопротивпении базы транзистора, с учетом зависимости обьемного сопротивпения базы трвнзисторв от коппекторного тока и благодаря этому расширить динамический дивназон и повысить точность преобразоввтепя по сравнению с прототипом.

Формупв изобретения

Логврифмический лункционапьный преобразоввтепь, содержаший сумматор, выход которого является выходом преобрвзоввтепя, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому вхо4560

3 68 ду сумматора, входной резистор, первый вывод которого подключен ко входу первого операпионного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, логарифмируюший r3- р-п-транзистор, «оллектор которого подключен ко входу, а эмиттер - к выходу первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого подключен к базе логарифмируюшего И-р-П - транзистора, выход - ко второму входу сумматора. а между входом и выходом которого вкюпьчен резистор обратной связи, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит,И пороговых элементов н элемент с управляемой проводимостью на диодно- резисторных ячейках, информационный вход кото рого соединен со входом, а выход - с выходом второго операционного усилителя, управляюшие входы - с выходами aoporoBblx элементов, первый Bxoll каждого из пороговых элементов соединен со вторым выводом входного резистора, а второй

axoR - с шиной опорного напряжения преобразователя.

Источники. информации, принятые во

14 внимание при экспертизе

1. Справочник по нелинейным схемам под ред. Й. Шейнгольда. M., Мир, 1977, с. 195.

2. Авторское свидетельство СССР

М 579631, кл. Q 06 Я 7/24, 1977. (прототип ).

ЦНИИПИ Заказ 5290/44 Тираж 780 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4