Логарифмический преобразователь

(54) ЛО (57) Из ствам п сигналои може вых выч ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬсится к устройэлектрическихческому законувано в аналогошинах и информаГАРИФМИЧЕСКИЙ бретение отн еобразованияпо логарифми быть использ и. 1 ил. слительных м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИ(56) Авторское свидетельстУ 594508, кл. С 06 С 7/24,Авторское свидетельствоР 809231, кл, С 06 С 7/24,ционно-измерительной технике. Цельизобретения - повышение точности -достигается введением экспоненциального транзистора 11 и источника 6опорного напряжения, Благодаря введению новых элементов и новых связеймежду элементами преобразователя достигается положительный эффект, аименно обеспечивается компенсация падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 3 с учетом ре".альной зависимости базового тока отнапряжения на эмиттерном переходе,при этом значительно уменьшаетсявлияние на результат преобразованиянеидеальности элементов цепи компен-.1522244 зистора 2 подключена к шине нулевогопотенциала через второй масштабныйрезистор 5, а к общему их зажиму под-ключен выход блока 12 инверсии тока,ток которого пропорционален и противоположен по направлению току базыпервого логарифмирующего трназистора2. Формирование тока, пропорционального току базы первого логарифмирующего транзистора 2, осуществляется спомощью идентичного первому логарифмирующему транзистору 2 первого экспоненциального транзистора 3 напряжение между базой которого и шинойнулевого потенциала поддерживаетсяблоком 12 инверсии. тока близким к ну, -лю. Поскольку при этом первый логарифмирующий 2 и первый экспоненциальный 3 транзисторы работают практически при одинаковых напряжениях наэмиттерных переходах, то их базовыетоки равны; Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сиг"налов по логарифмическому закону иможет быть использовано в аналоговыхвычислительных машинах и информационно-измерительной технике.Цель изобретения - повышение точности,На чертеже приведена схема логарифмического преобразователя.Преобразователь содержит первыйоперационный усилитель 1, первый логарифмирующий транзистор 2, первыйэкспоненциальный транзистор 3,.первый 4 и второй 5 масштабные резисторы, источник б опорного напряжения,вход 7 и выход 8 преобразователя,второй операционный усилитель 9, вто -рой логарифмирующий транзистор 1 О,второй экспоненциальный транзистор 11и блок 12 инверсии тока.Логарифмический преобразовательработает следующим образом.Логарифмическая зависимость междувходным и выходньщ напряжениями обеспечивается за счет использования естественной нелинейной зависимости тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 2 и напряжения наего эмиттерном переходе: 17П-( 1 п "-"-" ++ К- ) (1)ь 2 К 4 В 2где=О, 026 В - температурный потентцал 91 О 2 - тепловой ток змиттерного перехоцапервого транзистора;,В 2 - коэффициент передачибазового тока транзистора 2;П - напряжение на входе77 преобразователя;К, - сопротивление перво-.его транзистора 4;К - сопротивление базы2первого транзисто"ра 2,Падение напряжения на сопротивлении базы К 1; 11/К В 2 обуславливаетошибку логарифмического преобразователя, которая при заданной точностипреобразования ограничивает. максимальную величину рабочего коллекторного тока.Для компенсации указанной ошибкибаза первого логарифмирующего тран 07 1174 О б = ( 2 К, В К,В )К 5 э(3)23 4 где К - коэффициент передачи блокаИ12 инверсии тока.Напряжение на выходе 8 преобразователя равно сумме падений напряжений на эмиттерном переходе первого логарифмирующего транзистора 2 и втором масштабном резисторе 5: 11 Ц 7Ц ( 1.п - -- -" + К ) .5 ОК 4 тО 2 КР Ц; Ц 7(5) напряжение на вь 1 ходе 8 преобразователя не зависит от сопротивления базы= ,. (2) 25 2Блок 12 инверсии тока обеспечиваетна своем выходе ток, который пропорционален его входному току, равномутоку базы первого экспоненциальноготранзистора 3, но противоположен ему,по направлению. Поэтому напряжениена базе первого логарифмирующеготранзистора 2 определяется падениемнапряжения на втором масштабном резисторе 5 от протекания суммарноготока базы первого логарифмирующеготранзистора 2 и выходного тока блока12 инверсии тока:(6) Величина сопротивления второго масштабного резистора 5 определяется изусловия (5): Ф о р м у л а и з обре т е н и я К 6 Взк, = - - --- ,КВ- В к,в, в,. 351 ехр -- (9)П 6Эт 1 ои1вьх с 2 1ото Источник 6 опорного напряжения позволяет менять масштабный коэффициент преобразования К,Составитель Н.ЗайцевРедактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор Э,ЛончаковаЗаказ 6966/48 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Соотношение между параметрами схемы,обеспечивающее условие физическойреализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 5) Схема блока 12 инверсии тока работает следующим образом. 20Напряжение на выходе второго операционного усилителя 9 определяется входным током блока:Б = -(р 1 п ----1 вх.в(8)1 25 где 1,- тепловой ток эмиттерногоперехода второго логарифмирующего транзистора 10,.Тогда с учетом величины источника 6 опорного напряжения ток коллектора З 0 второго экспоненциального транзистора 11, являющийся выходным током блока 12, и с учетом положительности направления тока от эмиттера к коллектору: где 1 - тепловой ток эмиттерногоперехода второго экспоненциального транзистора 11. Полагая, что транзисторы 10 и 11 идентичны и их обратные токи равны,1 = -1 ехр --- .Бвф и Ц(.1 О)т45 Компенсация действия базового сопротивления схемы осуществляется индивидуально для каждого образца используемой транзисторной сборки идентичных транзисторов и сводится к регулировке коэффициента передачи блока 12 инверсии тока К,Логарифмический преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, первый логарифмирующий транзистор коллектор и эмиттер которого подключены соответственно к входу и выходу первого операционного усилителя, выход и вход которого соединены соответственно с выходом преобразователя и через первый масштабный резистор - с входом преобразователя, второй операциснный усилитель, второй логарифмирующий транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены соответственно к входу и выходу второго операционного усилителя, и второй масштабный резистор, соединенный первым выводом с базой первого логарифмирующего транзистора, о т л и - чающий с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй экспоненциальные транзисторы и источник опорного напряжения, подключенный выходом к ба-зе первого экспоненциального транзистора, соединенного эмиттером и коллектором соответственно с выходом второго операционного усилителя и базой первого логарифмирующего транзистора, эмиттер и база второго экспоненциального транзистора подключены соответственно к выходу первого операционного усилителя и входу второго операционного усилителя, база второго экспоненциального и коллектор второго логарифмирующего транзисторов, а также второй вывод второго масштабного резистора соединены с шиной нулевого потенциала.