Экспоненциальный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19 (111 1)4 0 06 О 7/24 О ОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ Тиссе СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Томский политехнический институт им. С.М.Кирова(56) Авторское свидетельство СССР В 584312, кл. О 06 0 7/24, 1976,Авторское свидетельство СССР В 813465, кл, С 06 0 7/24, 1979 (54) ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам преобразования электрических. сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности -достигается за счет того, что в пре-. образователь введены третий 7 экспоненциальный и логарифмический 8 тран- . зисторы и источник 9.опорного напряжения, которые в совокупности с вторым операционным усилителем 2 образуют блок 10 инверсии тока. Благодаря введению блока 10 инверсии токов и новых связей между элементами устройства в преобразователе достигается положительный эффект, а именно обеспечивается компенсация падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 5 с учетом реальной зависимости: базового тока от напряжения на эмиттерном переходе и при этом значитель- Ж но уменьшено влияние на результат преобразования неидеальности элемен" тов цепи компенсации. 1 ил. С:1 13632Изобретение относится к устройствам преобразования электрическихсигналов по экспоненциальному законуи может быть использовано в аналого 5вых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике.Цель изобретения - повышение точности.На чертеже изображена функциональ Оная схема преобразователя,Экспоненциальный преобразовательсодержит два операционных усилителя1 и 2, два масштабных резистора 3и 4, три экспоненциальных транзистора 155-7, логарифмический транзистор 8,источник 9 опорного напряжения, совокупность элементов 2,7,8 и 9 образует блок 10 инверсии тока.Экспоненциальный преобразователь 20работает следующим образом.Экспоненциальная зависимость междувходными и выходными напряжениямиобеспечивается за счет использования естественной нелинейной зависимос ти тока коллектора первого транзистора 5 и напряжения на его эмиттерномпереходе 13 05где= 0,026 В - температурный потенциал;1. - тепловой ток эмиттерного0,5перехода первого экспоненциального транзистора 5;- напряжение на входе преобразователя;Б - сопротивление второго мас 4штабного резистора 4.(3)к 6Напряжение на эмиттерном переходес учетом (2) и (3); 0=0 вв- В -1 В +К 1 В (4)+Нз -1 Н= 0напряжение на выходе преобразователя не зависит от сопротивления базы первого экспоненциального транзистора 5:Величина сопротивления второго масштабного резистора 3 определяется из условия (5)В 5 уН3 1 -1 Условие физической реализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 3) обеспечивается при(7) К 7 1,65 2Формирование тока, пропорционального току базы первого экспоненциального транзистора 5, осуществляется с помощью идентичного первому второго экспоненциального транзистора 6, напряжение .между базой которого и шиной нулевого потенциала поддерживается блоком 10 инверсии тока близким нулю Поскольку при этом первый 5 и второй 6 экспоненциальные транзисторы работают практически при одинаковых напряжениях на эмиттерных переходах, то их базовые токи равны:(г)50 0 вБ 11 п 1 б НБв 5хВ то же время увеличение этого тока желательно как с целью увеличения диапазона изменения входных сигналов, так и с целью повьппения быстродействия.Для компенсации указанной ошибки база первого транзистора подключена к пине нулевого потенциала через первый масштабный резистор. 55 40Однако напряжение на эмиттерном переходе первого экспоненциального транзистора отличается от напряжения между его эмиттерным и базовым зажимами Биз-за наличия объемного3сопротивления базы Б, которое является причиной погрешности в области больших рабочих токов коллектора. Напряжение на выходе усилителя 2определяется входным током блока 1 О1 вх,13 = -Ь - 2 у(8) где 1 - тепловой ток эмиттерноговвперехода третьего транзистора 8,С учетом величины источника 9 опорного напряжения и с учетом положительности направления тока от эмиттера к коллектору ток коллектора третьего экспоненциального транзистора 7, являющийся выходным током блока 1 О, можно записать следующим образом:1 о, 1.1 р1 вык = -- 1 вк ехр, (9)Т, тоов ч"Тгде 1 в - тепловой ток эмиттерногоперехода третьего экспоненциальноготранзистора 7.Заказ 6365/43 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-,полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Полагая, что транзисторы 8 и 7 идентичны и их обратные токи равны11Источник 9 опорного напряжения позволяет менять масштабный коэффициент преобразования К Экспоненциальный преобразователь, содержащий первый и второй экспоненциальные транзисторы, эмиттеры которых соединены с входом преобразова теля, коллекторы подключены соответственно к входу первого операционного усилителя и шине нулевого потенциала, а базы подключены соответственно к первому выводу первого масштабного 20 резистора и входу второго операционного усилителя, второй масштабный резистор включен в цепь отрицательной:. обратной связи первого операционного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены логарифмирующий транзистор, третий экспоненциальный транзистор и источник опорного напряжения, соединенный выходом с базой третьего экспоненциального транзистора, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с выходом второго операционноего усилителя и первым выводом третьего масштабного резистора, подключенного вторым выводом к шине нулевого потенциала и базе логарифмирующего транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с входом и выходом второго операционного усилителя.