Аналоговое логарифмическое вычислительное устройство

(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола(56 ) 1. Алексеенко А.Г. Применение прецизионных аналоговых схем, М., "Сов. радиоф, 1980, с. 90.2. Справочник по нелинейным схе-. мам. Под ред. Д.Шейнголда. М., "Мир", 1977, с.247, рис.32. 20.,(54)(57) АНАЛОГОВОЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее четыре операционных усилителя, три масштабных резистора, два логарифмирующих транзистора, антилогарифмирующий и масштабирующий транзисторы, между инвертирующим входом и. выходом первого и второго операционных усилителей включены соответственно коллектор и эмиттер соответствующего логарифмирующего транзистора инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей подключены к первым выходам первого и второго масштабных резисторов, база второго логарифмирующего транзистора подключена к эмиттеру первого логарифмирующего транзистора, база которого подключена к шине нулевого потенциала, соединенной с неинвертирующими входами первого и второго операрионных усилителей, коллектор антилогарифмирующего транзистора соеди" нен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, который является выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, выход второго операционного усилителя подк-ЕР лючен к эмиттеру масштабирующего транзистора, база которого соединена с инвертирующим входом и выходом четвертого операционного усилителя, ( инвертирующий вход которого соединен с коллектором масштабирующего транзистора и эмиттером антилогарифмирующего транзистора, база которо го соединена с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя и шиной нулевого потенциала.1095198 Оои 40 45 50 Тф 0600 изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в различных узлах контроль-информационной аппаратуры.Известны устройства, работа которых основана на логарифмических способах, позволяющих достичь хорошейточности в широком динамическомдиапазоне. В данных устройствахпредполагается последовательноесоединение трех узлов, а именно логарифмического преобразователя, масштабного с коэффициентом 0,5 и эксгоненциального преобразователей Я .Однако к масштабному узлу предьявляются жесткие требования в от ношении таких параметров, как напряжение смещения, входные токи операционного усилителя и т.п. по той причине, что они существенно влияют на выходной сигнал экспоненциаль О ного преобразователя, а также подобные устройства предполагают использование только термонезависимых узлов.Наиболее близким к предлагаемому является аналоговое логарифмическое вычислительное устройство, на основе алгоритмаЬ -енр; реализующее Функцию Г"Ч , где х, Ч ,- входные переменные, и содержит три логарифмических и один экспоненциальный преобразователя, каждый из которых включает биполярный транзистор и операционный усилитель Температурная зави.симость выходного напряжения в дан-ном устройстве исключается в случаеидентичности параметров транзисторов,изготовленных в одном чипа. Если входы В и У соединить со входным сигналом, а выход соединить со входом то данное устройство будет реализовать функцию извлечения квадратного корня .Недостатки известного устройства- возрастание погрешности выходного сигнала при малых значениях знамена- геля, а также сужение динамического диапазона входных сигналов при ра" боте его в качестве делителя.Цель изобретения - повышение точности аналогового логарифмического вычислительного устройства.Поставленная цель достигается тем, что в аналоговом логарифмическом вычислительном устройстве, содержащем четыре операционных усилителя,три масштабных резисторадва логарифмирующих транзистора, антилогарифмирующий и масштабирующий транзисторы, между инвертирующим входом и выходом первого и второго операционных усилителей включены соответственОно коллектор и эмиттер соответствующего логарифмирующего транзистора,инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей подключены к первым выходам первого и это рого масштабных резисторов, база второго логарифмирующего транзистора подключена к эмиттеру первого логарифмирующего транзистора, база которого подключена к шине нулевого потенциала, соединенной с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, коллектор антилогарифмирующего транзистора соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя который явля)ется выходом .устройства, выход второго операционного усилителя подключен к эмиттеру масштабирующего транзистора, база которого соединена с инвертирующим входом и выходом четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с коллектором масштабирующего транзистора и эмиттером антилогарифмирующего транзистора, база которого соединена с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя и шиной нулевого потенциала.На чертеже представлена блок-схема устройства.Аналоговое логарифмическое вычислительное устройство содержит четыре операционных усилителя 1-4, три масштабных резистора 5-7, два логарифмирующих транзистора 8 и 9, антило- . гарифмирующий 10 и масштабирующий 11 транзисторы.Устройство работает следующим образом.Входы первого и второго логарифмических преобразователей подключены к опорному и к входному напряжению соответственно. Напряжение Ц, равнол температурный потенциал первого логарифмирующего транзистора 8;, - ток насыщения первого логарифмирующего транзистора 9.Напряжение 0 равно сумме эмиттер. нобазовых потенциалов логарифмирующих транзисторов 8 и 9фьх"ов 0 еБлагодаря глубокой отрицательной обратной связи четвертого операционного усилителя 4 потенциал базы масштабирующего транзистора 4 практически равен потенциалу его коплекто-, ра, поэтому напряжение О равно сумме падений напряжений на эмиттерных переходах масштабирующего и антилогарифмических 11 и 10 транзисторов, т. е. О,Еп, ЮЕ.%(о (н Параметры транзисторов, изготов- ( е( м(ф е ( и( ленные в одном чипе, мо(но считать еа 5 е е(о е(1 е р практически равными между собой,т.е, тогда с учетом (5) получимЗаказ 3600/32 Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 для диапазона коллекторных токов,для которого можно приняться, о аикц Таким образом, выходной сигнал устройства сзяэан с входным сигналомс учетом (2) и (3) получим выра- жение требуемой математической зависимостью Он,: О Ои ие нанисит от параметров транзистораи 3 ьВ основу работы схемы предлагае мого устройства положен алгоритм (ой -ехр , а не метод неявного решения уравнения, что позволяет испольэовать все преимущества логарифмических узлов, а именно: хорошую точность, широкий динамический диапазон входных сигналов, простоту и компактность устройства.