Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов

(53) УДК 681.335 (088.8) по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. К. Марьяненко Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГЛРИФМЛ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНЛЛОВИзобретение относится к устройствам функционального преобразования электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Одно из известных устройств аналогичного назначения содержит ключевые элементы, накопительный конденсатор, управляемый полевой транзистор, блок сравнения 1.Это устройство имеет невысокую точность работы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения логариф о ма отношения двух сигналов, содержащее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства, первый вход блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор - с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и через зарядный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминающий конденсатор присоединен к первому выводу второго источника опорного напряжения 2.Это устройство характеризуется погрешностью преобразования, обусловленного влиянием входного сопротивления и входного тока блока сравнения.Цель изобретения - повышение точности работы.Предложенное устройство отличается от известного тем, что в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго управляемого полевого транзистора, исток которого присоединен к первому выводу второго источ 750512ника опорного напряжения, выход блокасравнения через четвертый ключевой элемент подключен к затвору второго управляемого полевого транзистора, управляющиевходы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с выходом одновибратораНа чертеже показана функциональнаясхема устройства для определения логарифма отношения двух сигналов.Схема содержит блок 1 сравнения, одновибратор 2, первый и второй ключевыеэлементы 3 и 4, зарядный конденсатор 5,разрядный резистор 6, первый источник 7опорного напряжения, вход 8 устройства,выход 9 устройства, третий и четвертыйключевые элементы 10 и 11, запоминаюшийконденсатор 12, второй источник 13 опорногонапряжения, первый и второй управляемыеполевые транзисторы 14 и 15, шина 16 нулевого потенциала, токоограничительный резистор 17.Устройство работает следуюшим образом,В исходном состоянии первый клочевойэлемент 3 замкнут, а второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 10 и 11 разомкнуты.При подаче напряжения на вход 8 устройства на выходе 9 блока 1 сравненияпоявляется сигнал, запускаюший одновибратор 2. При этом первый ключевой элемент 3 размыкается, а второй, третий ичетвертый ключевые элементы 4, 10 и 11замыкаются. Зарядный конденсатор 5 заряжается от первого источника 7 опорногонапряжения до величины его напряжения,затвор первого управляемого полевого транзистора 14 подключаются к шине 16 нулевого потенциала, при этом источник входногонапряжения 8 нагружается резистором 17,напряжение на затворе второго управляемого полевого транзистора 15 устанавливается равным выходному напряжению блока 1 сравнения. Так как первый ключевойэлемент 3 разомкнут, то на первом входеблока 1 сравнения нулевой потенциал, навтором входе блока 1 сравнения также нулевой потенциал. Таким образом, напряжениео затвор-исток первого управляемого полевоготранзистора 14 равно нулю, при этом черезнего течет начальный ток стока.Полагая, что входной ток блока 1 сравнения много меньше начального тока стокапервого управляемого полевого транзистора 14, то этот же ток должен протекатьчерез второй управляемый полевой транзистор 15. Напряжение затвор-исток второгоуправляемого полевого транзистора 15 определяется как функция от тока стока. Врезультате напряжение на затворе второгоуправляемого полевого транзистора 15 равносумме напряжений затвор-исток этого транзистора и второго источника опорного напряжения 13,После окончания импульса с выходаэ;.попибратора 2, соответствующего описанному выше подготовительному этапу, начинается рабочий этап. Первый ключевой элемент 3 замыкается, второй, третий и четвертый клкчевые элементы 4, 10 и 11 размыкаются, зарядный конденсатор 5 начинает разряжаться по экспоненциальною закону через разрядный резистор 6, при этом на втором входе блока 1 сравнения устанавливается потенциал, равный напряжению на входе 8 устройства.Действительно, так как третий и четвертый ключевые элементы 10 и 11 разомкнуты, то напряжение на запоминаюшем конденсаторе 12 не меняется, не меняются напряжение затвор-исток и ток стока второго управляемого полевого транзистора5, неменяется ток стока первого управляемого полевого транзистора 14. Следовательно, напряжение затвор-исток первого управляемого полевого транзистора 14 остается таким же, как и в подготовительный период, т. е. равным нулю.оВследствие того, что входное сопротивление первого управляемого полевого транзистора 14 велико, напряжение со входа 8 устройства поступает на второй вход блока 1 сравнения без искажений. Таким образом исключается погрешность смегцения нулево 2 з го уровня и коэффициента передачи первогоуправляемого полевого транзистора 14.После достижения на зарядном конденсаторе 5 уровня напряжения, равным входному, блок 1 сравнения срабатывает и запускает одновибратор 2. На этом заканчи- ЗОвается рабочий этап и вновь начинается подготовительный этап.Длительность рабочего этапа пропорциональна логарифму отношения напряжений первого источника опорного напряжения 7 и входного напряжения на входе 8 устройства. Формула изобретенияфо Устройство для определения логарифмаотношения двух сигналов, содержашее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства, первый вход блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор - с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и че рез зарядный конденсатор подключен к шиненулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляюгцими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминаюший конденсатор присоединен к первому выводу второго источника750512 ь О. Отраднов ред К. Шуфрич ж 751 Составите. Корректор Ч Кост1 одпн носитета СССРоткрытийи н аб., д. 4/5ул Гроектнаи, 4 Киселева Тех20 ТирЦНИИПИ Госудапо делам и113035, Москва,Филиал ППП Патент Редактор Заказ 44 рственного ко обретений и Ж - 35, Раушскг. Ужгород, опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго управляемого полевого транзистора, исток кото 1 зого присоединен к первому вывою второго источника опорного напряжения, вьхол бгок; сравнения через четнертьп ло сво элемент подключен к затвору второго1 1 а в ляемого полевого транзистора, управлякшие входы третьего и четвертого клычевх элементов соединены с выходом одновибратора.Источники нфорхации.принятые во внимание при экспергзе 1. Патент США Хз 3686513, кл, 307-229, 1972.2. Патент США М 3676661, кл. 235-193.1972 (прототип.