Логарифмический функциональный преобразователь

(7) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Недостатком описанного устройства,позволяющего осушествить частичную компенсацию погрешности, обусловленной падением напряжения нв обьемном сопротивлении базы логарифмируюшею транзистора при протекании базового тока, является наличие погрешности, обусловленнойзависимостью обьемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора,которая приводит к ограничению диапазона входного сигнала для достижения требуемой точности,Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники,Известны логарифмические функциональные преобразователи, содержашие входнойрезистор и операционный усилитель, вцепь обратной связи которого включен би5полярный транзистор с заземленной базой,и использующие для воспроизведения функции логарифма зависимость между токомколлектора и падением напряжения налоемиттерном переходе биполярного транзистора 11,Недостатком такого преобразователяявляется ограниченный диапазон изменения входного сигнала.Ф 5Наиболее близким техническим решением к данному является логарифмическийфункциональный преобразователь, содержаший сумматор, выход которого является выходом преобразователя первый операционный усилитель, выход которого подлючен к первому входу сумматора, входной резистор, первый вывод которого подключен ко входу первого операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, логарифмирукиций И-р-И - транзистор, коллектор которого подключен ко входу, а эмиттер - к выходу первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого подключен к базе логврифмируюшего П- р- И - транзистора выход - ко второму входу сумматора, а между входом и выходом которого включен резистор обратной связи 21.Цель изобретения - повышение точности преобразователя эа счет компенсациипогрешнос ти, обусловленной зависимостьюобьемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора,Это достигается тем, что логарифмичес-фкий функционвльный преобрвзоввтель содержит И пороговых элементов и элементс управляемой проводимостью нв диоднореэисторных ячейках, информационныйвход которого соединен со входом, в вы- эход - с выходом второго операционногоусилителя, уцрввляюшие входы - с выходами пороговых элементов, первый входкаждого из пороговых элементов соединенсо вторым выводом входного резистора,в второй вход - с шиной опорного напряжения преобразователя.Нв чертеже приведена схема логарифмического функционального преобрвэова-зотели.Преобразователь содержит первый операционный усилитель 1, логарифмируюшийд-р-И - транзистор 2, второй операционный усилитель 3, сумматор 4, входнойрезистор 5, резистор обратной связи 6,элемент 7 с управляемой проводимостьюнв диодно-резисторных ячейках, и пороговых элементов 8 8.Преобрвэоввтель работает следующимобразом. При нулевом входном напряжении преобрвзоввтеля 0 х пороговые элементы 8; 8 закрыты и элемент 7 суправляемой проводимостью имеет сопротивление, близкое к бесконечному, Потея-зциал базы транзистора 2 поддерживаетсяблизким к нулю во всем диапазоне изменения входного сигнала благодаря известным свойстввм операционных усилителей,охваченных отрицательной обратной связью.эС изменением входного напряжения Окизменяется коллекторный ток транзистора2, который связан логарифмической зввисимостью с выходным напряжением 0первого операционного усилителя 1. Приувеличении коллекторного тока начинаетсказываться падение нвпряжения на объемном сопротивлении Гд базы транзистора2, возникающее от протекания тока базы3-Это напряжение является напряжением дпогрешности и приводит к отклонениюнапряжения О от логарифмической зависимости. Ток базы транзистора 2 преобразуется в напряжение -О, с помошью второго операционного усилителя 3, Выбрав ввеличину сопротивления резистора обратной связи 6, равной обьемному сопротивлению Г базы транзистора 2, получим напряжение- Ц- равное по модулю напряжению погрешности, обусловленной наличием обьемного сопротивления базы транзистора 2. Сумматор 4 суммирует напряжения Ц и-О, и тем самым позволяет скомпенсировать указанную погрев ность, Твк кекс увеличением коллектор- ного тока сопротивление г. уменьшвется по величине, то необходимо обеспечить аналогичное изменение сопротивления обратной связи второго операционного усилителя. Поэтому при определенном уровне входного нвпряжения срабатывает первый пороговый элемент 8, который подает нв упрввляюший вход элемента 7 сигнал, вызываюший параллельное подключение к резистору обратной связи 6 соот- ветствуюшего дополнительного резистора.Аналогично при определенных уровнях входного сигнала срабатывают другие пороговые элементы 8, 8, в результате чего эквиввлетное сопротивление в цепи обратной связи второго операционного усилителя 2 будет уменьшаться с увеличением входного сигнала. Определив закон изменения этого сопротивления в соответствии с известной зависимостью объемного сопротивления базы транзистора от коллекторного тока транзистора и заданной погрешностью аппроксимвции, можно рассчитать параметры элемента 7 и выбрвть напряжения срвбатыввния пороговых элементов 8 8 . Следует отметить, что точность воспроизведения укаэанной зависимости может быть относительно низкой, поскольку погрешность аппроксимации этой зввисимости является погрешностью 1 второго порядка.Введение в преобрвзоввтель пороговых элементов и элемента 7 с управляемой проводимостью позволяет осуществить компенсвцию погрешности, обусловленной пвдением напряжения на объемном сопротивлении базы транзистора, с учетом зависимости обьемного сопротивления базы трвнзисторв от коллекторного тока и благодаря этому расширить динамический дивназон и повысить точность преобразователя по сравнению с прототипом.Формулв изобретенияЛогврифмический функциональный преобразователь, содержащий сумматор, выход которого является выходом преобрвзоввтеля, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому вхо4560 аказ 5290/44 Т 80 одп ная, 4 П фПатентф, г, Ужгород, ул. 3 68 ду сумматора, входной резистор, первый вывод которого подключен ко входу первого операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, логарифмирующий И- р-и -транзистор, оллектор которого подключен ко входу, а эмиттер - к выходу первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого подключен к базе логарифмируюшего И-р-П - транзистора, выход - ко второму входу сумматора, а между входом и выходом которого вкспочен резистор обратной связи, о т л и ч а ю щ я й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит,И пороговых элементов н элемент с управляемой проводимостью на диодно- резисторных ячейках, информационный вход которого соединен со входом, а выход - с выходом второго операционного усилителя,управляющие входы - с выходами пороговых элементов, первый вход каждого из ф пороговых элементов соединен со вторымвыводом входного резистора, а второйвход - с шиной опорного напряжения преобразователя.Источники. информации, принятые во 14 внимание при экспертизе1. Справочник по нелинейным схемампод ред, Й, Шейнгольда, М., фМирф,1977, с, 195.2. Авторское свидетельство СССРМ 579631, кл. Э 06 Я 7/24, 1977.прототип).