Логарифмический преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетскнк Соцнапнстнческнк Республнк(22) Заявлено 100779 (21) 2795493/18-24 (51) М, Кл,6 Об 6 7/24 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 150 81 Ю,Г. Туманов, В.Д. Циделко, В.А. Тесленко Н.Н. Барышевский и Ю,В. Хохлов(72) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина политехнический инс 1 иут ,.-.им. 50-летия Великой Октябрьской социалйстическойреволюции(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Известен логарифмический преобразователь, содержащий усилительный блок, блок сравнения, генератор напряжения зкспоненциальной формы 11.Однако это устрой"тво характеризуется низкой точностью работы.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является логарифмический преобразователь, содержащий первый и,второй усилители, к инвертирующим входам и выходам каждого из которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмических транзисторов, инвертирующие вхсдй первого и второго усилителей соответственно через первый и второй масштабные резисто-. ры соединены с первым и вторым входами логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвертирующие входы первого и второго усилителей и базы первого и-второго логарифмирующих транзисторов присоединены к шине нулевогопотенциала, выходы первого и второго усилителей соединены со входамидифференциального усилителя 2 .Однако точность работы такогоустройства ограничена отклонением10 реальной вольт-амперной характеристики используемых логарифмирующихтранзисторов от идеальной логарифмической на уровне единиц процентов(относительная погрешность, приве 1 денная ко входу),Точность работы повышается приуменьшении диапазона изменения входного сигнала и наоборот, при увеличении допустимой погрешности расши 2 О ряется диапазон. преобразования входного сигнала.Цель изобретения в .повышение точности работы и расширения диапазонаизменения входного сигнала.25 Поставленная цель достигаетсятем, что в.преобразователь введены.первый н второй функциональные преобразователи и суммирующий усилитель,причем первый вход логарифмическогопреобразователя через первый функцио 8304195 10 15 20 25 ЗО 40 45 50 55 60 65 нальный преобразователь соединен со вторым выводом третьего масштабного резистора, выход диФференциального усилителя подключен к первому входу суммирующего усилителя, выход которого является выходом логарифмического преобразователя, выход дифференциального усилителя через второй функциональный преобразователь присоединен ко второму входу суммирующего усилителя,На чертеже Изображена функциональная схема логарифмического преобразователя.Логарифмический преобразователь содержит первый и второй усилители 1 и 2, первый и второй логарифмирующие транзисторы 3 и 4, первый, второй и третий масштабные резисторы 5-7, первый и второй функциональные преобразователи 8 и 9, дифференциальный усилитель 10, суммирующий усилитель 11, шину 12 нулевого потенциала, первый и второй входы 13 и 14 и выход 15 логарифмического преобразователя.Логарифмический преобразователь работает следующим образом.При подаче на первый вход 13 напряжения на выходе первого усилителя 1 формируется напряжение пропорциональное логарифму от величины напряжения на первом входе 13. Отклонение реальной зависимости выходного напряжения первого усилителя 1 от идеальной логарифмической определяется прежде всего отклонением вольт-амперной характеристики первого логар"фмирующего транзистора 3 от логарифмического закона. Входное напряжение проходит одновременно через первый функциональный преобразователь 8 и через третий масштабный резистор 7 поступает на вход второго усилителя 2. Через второй масштабный резистор б на вход второго усилителя 2 со второго входа 14 логарифмического преобразователя подается опорное напряжение. Выходноенапряжение второго усилителя 2 пропорционально логарифму от суимы.опорного напряжения со второго входа 14 и от первого функционального преобразователя 6. На выходе дифференциального усилителя 10 присутствует напряжениеравное разности выходных напряжений первого и второго усилителей 1 и 2. Это напряжение подается на первый вход суммирующего усилителя 11, на второй вход которого это же налряжение подается через второй функциональный преобразователь 9.При идентичности характеристик первого и второго логарифмирующих транзисторов 3 и 4 обеспечивается достаточно слабая зависимость работы логарифмического преобразователя от температуры, как и .в известном устройстве. С помощью соответствующего подбора характеристик первого и второго функциональных преобразователей 8 и 9 удается значительно уменьшить погрешность, обусловленную отклонением реальных вольт-амперных характеристик первого и второго логарифмирующих транзисторов 3 и 4 от идеальных логарифмических.Так как выходные сигналы первого и второго диодных функциональных преобразователей 8 и 9 должны компенсировать погрешность до единиц процентов, то требования к их метрологическим характеристикам изменяются мало. Например, для уменьшения погрешности логарифмического преобразователя с 2 до 0,03 для диапазона изменения входного напряжейия от 100 мВ до 100 В достаточно в первом функциональном преобразователе 8 иметь два диодных элемента, а во втором функциональном преобразователе 9 - три диодных элемента. При этом первый и второй функциональные преобразователи 8 и 9 имеют погрешность 1. При величине входного напряжения порядка нескольких десятков вольт первой функциональный преобразователь 8 не вносит существенной.аппаратурной погрешности и выполняется на пассивных диодных элементах с минимумом .аппаратурных затрат. На этом диапазоне изменения входного напряжения первый функциональный преобразователь 8 полностью выполняет коррекцию характеристики логарифмического преобразователя. При малой величине входного напряжения менее единиц вольт резко возрастают требования к точности первого функционального преобразователя 8,и на этом диапазоне целесообразно коррекцию выполнять вторым функциональным преобразователем 9, а первым функциональным преобразователем 8 осуществлять лишь линейную передачу сигнала с малым коэффициентом передачи. Формула изобретения Логарифмический преобразователь, содержащий первый и второй усилители, к инвертирующим входам и выходам которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих тразисторов, инвертирующие входы первого и второго усилителей соответственно через первый и второй масштабные резисторы соединены с первым и вторым входами логарифмического преобразователя, к инвертирующему входу второго усилителя подключен первый вывод третьего масштабного резистора, неинвер-, тирующие входы первого и второго усилителей и базы первого и второго логарифмирующих транзисторов присое830419 Составитель О. Отрадноведактор И, Касарда Техред И. Асталош Корректор иценко Заказ 370 ВНж 745.ого комитей и открытушская наб Подпиа СССРй о 79 .ир ПИ Государствен делам изобретен Москва, Ж, Р 035,5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная динены к шине нулевого потенциала,выходы первого и второго усилителейсоединены со входами дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности работы и расширения диапазона изменения входного сигнала, внего введены первый и второй функциональные преобразователи и суммирующий усилитель, причем первый входлогарифмического преобразователя через первый функциональный преобразователь соединен.со вторым выводомтретьего масштабного резистора, выход дифференциального усилителя подключен к первому входу суммирующего увилителя, выход которого является выходом логарифмического преобразователя, выход дифференциального усилителя через второй функциональный 5преобразователь присоединен ко второму входу суммирующего усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3805046,кл. 235-197 опублик. 1974.2. Патент ВеликобританииР 1333287, кл. О 4 6 ; опублик, 1973