Аналоговое вычислительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 11,05,77(51) М. Кл."06 6 7/12 Государственный комитет Сонета Министраа СССР по делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к устройствам аналоговой вычислительной техники, в частности к устройствам, выходной сигнал кото рых пропорционален квадрату одного входного напряжения и обратно пропорционапен другому входному напряжению.Одно из известных устройств вычисления отношения двух напряжений содержит. операционный усилитель, накопительный конденса тор ключевые элементы, бпок управпения 1 О й 11. ото устройство имеет сравнительнонизкую точность вычисления.Из известных устройств аналогичного назначения наиболее бпизким к предложенному является аналоговое вычиспитепьное 15 устройство, содержащее выходной операционный усилитель, между входом и выходом ком торого подключен токоизмеритепьный резис тор, последовательно включенные первый и второй погарифмирующне диоды, ко входу 20 выходного операционного усилителя подключен третий логарифмируюший диод, другой электрод которого соединен с одноименным электродом второго погарифмируюшего диода, четвертый логарифмирующий диод, один 25 электрод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноименным электродом первого логарифмируюшего диода, первый и второй источники входных напряжений 21.Это устройство сложно по функциональной схеме и, как следствие, имеет сравнительно невысокую точность работы.Цепью изобретения является повышение точности и упрощение устройства. Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены первый и второй генераторы тока, первые входы которых подключены к первому источнику входного напряжения, второй вход первого генератора тока соединен со вторым источником входного напряжения, второй вход второго генератора тока подключен к шине нулевого потенциала, выход первого генератора тока присоединен к одноименным электродам первого и четвертого логарифмирующих диодов, выход второго генератора тока подключен к одноименным электродам второго и третьего логарифмируюших диодов.На чертеже изображена блок-схема устройства,Она содержит второй источник входногонапряжения 1, первый генератор тока 2, первый и второй логарифмирующие диоды 3 и4, третий и четвертый логарифмируюшие диоды 5 и 6, второй генератор тока 7, выходной операционный усилитель 8, токоизмерительный резистор 9, шину нулевого потенциала 10, первый источник входного напряжения 11.Устройство работает следующим образом.Потенциал входа выходного операционного усилителя 8 практически равен нулюблагодаря глубокой отрицательной обратной связи через токоизмерительный резистор9, поэтому напряжение на первом и четвертом логарифмирующих диодах 3 и 6 равнонапряжению на втором и третьем логарифмирукших диодах 4 и 5, Первый и четвертый 2логарифмируюшие диоды 3 и 6 включенывстречно, второй и третий логарифмирующиедиоды 4 и 5 также включены встречно, поэтому в силу основного свойства логарифмнруюших элементов (логарифмируюших диодов) 25отношение тока через первый логарифмирующий диод 3 к току через логарифмлрующийдиод 6 равно отношению тока через второйлогарифмируюший диод 4 к току через третий логарифмируюший диод 5. Но токи через первый и второй логарифмируюшие диоды 3 и 4 равны, Следовательно, ток черезтретий логарифмирующий диод 5 равен квадрату тока через первый и второй логарифмирукшие диоды 3 и 4, деленному на ток через четвертый погарифмируюший диод 6.Обратные токи через все логарифмирукщиедиоды, как и в устройстве-прототипе, компенсируются.Выходной ток первого генератора тока 402 является линейной функцией двух входных напряжений: первого источника входного напряжения 11 и второго источникавходного напряжения 1, При этом, выходной ток первого генератора тока 2 растет 45с увеличением напряжения от второго источника входного напряжения 11, Выходной ток второго генератора тока 7 пропорционален напряжению от первого источника входного напряжения 11. Поэтомусумма выходных токов первого и второгогенераторов тока 2 и 7 зависит толькоот напряжения второго источника входногонапряжения 1,Ток через третий погарифмирующий диод, 55 равен разности между выходным токомвторого генератора тока 7 и током черезпервый и второй погарифмируюшие диоды3 и 4. Этот последний ток в свою очередьравен разности между выходным током первого генератора тока 2 и током через четвертый погарифмирующий диод 6.С учетом указанной выше зависимостимежду токами логарифмирующих диодов 34, 5 и 6 ток через третий логарифмирующий диод 5 оказывается прямо пропорциональным квадрату выходного тока второгогенератора тока 7 и обратно пропорциональным сумме выходных токов первого и второго генераторов тока 2 и 7,Следовательно, ток через третий погарифмирукший диод 5 прямо пропорционаленквадрату напряжения первого источникавходного напряжения 11 и обратно пропорционален напряжению второго источника входного напряжения 1.Ток через третий логарифмируюшийдиод 5 измеряется с помощью токоизмерительного резистора 9 и выходного операционного усилителя 8, выходное напряжениекоторого является выходным напряжением.устройства.Предложенное аналоговое вычислительное устройство позволяет увеличить точностьпутем уменьшения погрешности преобразования в области малых токов через погарифмирующие диоды (логарифмируюшие элементы),и, кроме того, оно проще известного,формула изобретенияАналоговое вычислительное устройство,содержащее выходной операционный усипитепь,между входом и выходом. которого включентокоизмерительный резистор, последовательно включенные первый и второй погарифмируюшие диоды, ко входу выходного операционного усилителя подключен третий логарифмируюший диод, другой электрод которо.го соединен с одноименным электродом втснрого логарифмируюшего диода, четвертыйлогарифмирующий диод, один электрод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноимен-,ным электродом первого логарифмируюшегодиода, первый и второй источники входныхнапряжений, о т и и ч а ю щ е е с я теь,что, с цепью повышения точности и упрошения в него введены первый и второй гене7раторы тока, первые входы которых подключены к первому источнику входного напряжения, второй вход первого генератора токасоединен со вторым источником входногонапряжения, второй вход второго генераторатока подключен к шине нулевого потенциалавыход первого генератора тока присоединенк одноименным. электродам, первого и четвертого логарифмируюших диодов, выход второгогенератора тока подключен к одноименнымэлектродам второго и третьего погарифмирующих диодов,543947 Соотввктедв О, арековеРедектор Е. Сквере Лещев М. Левкдкек Корректор И. Гококт Заказ 872/64 Тираж 618 ПодписноеБНИИПИ Государственного коветета Совета Министров СССРпо деаам аабретеиий и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал. ППП фПатеатф, г. УЖгород, ул. Проектная, 4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США % 3686513, нап.кл.307-229, опубл, 22.07,19,72,2, Жилинскас Р.-П. П. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительной техйике, "Советское радио", 1975 стр.84-86, рис. 3, 26 (прототип).