Логарифмический преобразователь

(51)4 С 0 3 1 ОПИСА ЭОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ А ВТОРСНОМУ н,Н,Тиссентельство ССС7/24, 1979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к устройствам преобразования электрическихсигналов по логарифмическому законуи может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике. Цельизобретения - повышение точности,чтодостигается введением трех корректирующих транзисторов 7-9 и экспоненциального транзистора 3. Это позволяет уменьшить влияние неидеальностипараметров элементов цепи комненса-ции сопротивления базы логарифмирующего транзистора 2 на результат преобразования, включение блока 13 инверсии тока, имеющего токовыйвыход, величина тока которогово всем диапазоне изменения выходных сигналов преобразователяпропорциональна изменению базовоготока логарифмирующего транзистора 2,и подключение к его базе второгомасштабного резистора 6 позволяют исключить из цепи эмиттер - база логарифмирующего транзистора 2 какие-либо паразитные источники напряжения,к которым особенно чувствительнавольт-амперная характеристика полупроводникового перехода, 1 ил.Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых5 вычислительных машинах и информационно-измерительной технике.Цель изобретения - повышение точностиНа чертеже приведена схема логарифмического преобразователя.Преобразователь содержит операционный усилитель 1, логарифмирующий 2 и экспоненциалвный 3 транзисторы, источник 4 опорного напряжения, первый 5 и второй 6 масштабные резисторы, три корректирующих транзистора 7-9, вход 10 и выход 11 преобразователя, шину 12 питания, причем первый 7 и второй Я корректирующие транзисторы выполняют Функции блока 13 инверсии тока.Логарифмический преобразователь работает следующим образом.Логарифмическая зависимость между 25 входным (вход 10) и выходным (выход 11) напряжениями обеспечивается за .счет использования естественной нелинейной зависимости тока коллектора логарифмирующего транзистора 2 и на-Зо пряжения на его эмиттерном переходеП= -(Ч 1 Ц 1 О И,1 О 22 2)(1)где ч =0,026 В - температурный потенциал;3512, К" соответственно тепловой ток эмиттерного перехода, сопро- .тивление базы логаРифмирующего транзистора 2К- сопротивление первого масштабного резистора 5.Падение напряженная на сопротивле 45 нщ 2 базы логарифмирующего транзистора 2 К1является причиной погрешности в области больших рабочих токов коллектора.50Для компенсации указанной ошибки база логарифмирующего транзистора 2 подключена к шине нулевого потенциала через второй масштабный резистор б,а к общему их выходу подключен выход блока 13 инверсии тока, ток которого пропорционален и противоположен по направлению току базы логарифмирующего транзистора 2. Формирование тока, пропорционального току базы логариф-. мирующего транзистора 2, осуществляется с помощью идентичных логарифмирующему транзистору 2 экспоненциального 3 и третьего корректирующего 4 транзисторов. Поскольку величина компенсируемого падения напряжения на объемном сопротивлении базы невелика и обычно не превышает 1 мВ, то напряжения на эмиттерных переходах логарифмирующего 2 и экспоненциального 3 транзисторов отличаются на величину напряжения источника 4 опорного напряжения, и их коллекторные токи 1 и 1 пропорциональны:2 31= 1 ехр 1 /Ч=тК, (2) где К - коэффициент масштабирования4коллекторного тока логарифмирующего транзистора 2,В силу идентичности экспоненциального 3 и третьего корректирующего 9 транзисторов можно считать их базовые токи равными, откуда ток базы третьего корректирующего транзистора 9 6 6( 62 + 1) ф где К - коэффициент передачи блока 13; К, - сопротивление второго масштабного резистора 6, Напряжение на выходе 11 преобразователя равно сумме падений напряжений на эмиттерном переходе логарифмирующего транзистора 2 и втором масштабном резисторе 6: 21 ь 62(1 К 4(5) КО 2 2 2 При обеспечении условия К,(К 4 К) = К(3)Блок 13 инверсии тока обеспечивает на своем выходе ток, который пропорционален его входному току, но противоположен ему по направлению. Поэтому напряжение на базе логарифмирующего транзистора 2 определяется падением напряжения на втором масштабном резисторе от протекания суммарного тока этого транзистора и выходного тока блока 13 инверсии тока.1361585 напряжение на выходе 11 преобразователя не зависит от сопротивления базы логарифмирующего транзистора 2:цОЮ О (7)Величина сопротивления второго масштабного резистора 6 определяется из условия (6): ном смещении базы экспоненциальноготранзистора 3 в соответствии с условием (8), регулировкой второго масштабного резистора 6. Формула изобретения Составитель Н.ЗайцевРедактор И,Николайчук Техред А,Кравчук Корректор Н.Король Заказ 6293/50 Тираж 671 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Вб6 К К 1Условие физической реализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 6) обеспечивается при(8)Первый 7 и второй 8 корректирующие транзисторы идентичны по параметрам и имеют тип проводимости, противоположный по отношению к логарифмирующему 2, экспоненциальному 3 и третьему корректирующему 9 транзисторам. Если пренебречь различием коллекторного и эмиттерного токов, то, учитывая последовательное включение транзисторов 7 и 8, их базовые токи 1 б и 1 пропорциональны друг другу;бтгде В, В - коэффициенты передачитранзисторов 8 и 7В случае использования в схеме преобразователя интегральных транзисторных сборок компенсация действия базового сопротивления схемы осуществляется индивидуально для каждого образца и сводится к регулировке коэффициента пропорциональности Кмежду токами первого 2 и второго 3 транзисторов с помощью источника 4 опорного напряжения или, при заданЛогарифмический преобразователь, 10 содержащий операционный усилитель,соединенный выходом с выходом преобразователя, а входом через первыймасштабный резистор - с входом преобразователя, логарифмирующий тран зистор, соединенный коллектором иэмиттером соответственно с входом ивыходом операционного усилителя, база логарифмирующего транзистора через второй масштабный резистор подц ключена к шине нулевого потенциала,источник корректирующего напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены три корректирующих транэисто ра и экспоненциальный транзистор,соединенный эмиттером и базой соответственно с выходом операционногоусилителя и выходом источника корректирующего напряжения, база и коллек тор первого корректирующего транзистора соединены соответственно с базойлогарифмирующего транзистора и шинойнулевого потенциала, эмиттер первогокорректирующего транзистора подключен 35к коллектору второго корректирующеготранзистора, соединенного базой иэмиттером соответственно с базой иколлектором третьего корректирующеготранзистора, коллектор и эмиттер которого подключены соответственно кшине питания и коллектору экспоненциального транзистора.