Логарифмический преобразователь

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М Кл з 6 066 7/24 Гееудеретвеиимй квмитет СССР яо делам извбретеиий и открытий(72) Автор изобретения Р. В. Бегота Львовский ордена Ленина политехнический "институт(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Известен логарифмический преобразователь, содержащий операционные усилители, логарифмирующие транзисторы, сумматор 1.Однако это устройство характеризуется значительной погрешностью преобразования,Наиболее близким по технической сущ О ности и достигаемому результату к предлагаемому является логарифмический преобразователь, содержащий первый и второй операционные усилители, к инвертируюшим входам и выходам которых подключены соответственно коллектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих транзисторов, базы которых соединены с шиной нулевого потенциала, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый масштабный резистор присоединен ко входу логарифмического преобразователя, к инвертируюшему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резистора, выходы первого и второго операционных усилителей соединены с соответствующими входами суммирующе-вычитаюшего блока, сумматор, выход которого является выходом логарифмического преобразователя 2.Недостаток этого устройства - погрешность передаточной характеристики, приводящая к снижению точности работы.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены ключевой элемент и источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения подключен к третьему входу суммируюшевычитаюшего блока, выход которого через ключевой элемент соединен с первым входом сумматора, второй вход которого присоединен к выходу первого операционного усилителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со входом логарифмического преобразователя и со вторым выводом второго масштабного резистора.На чертеже изображена функциональная схема преобразователя.Преобразователь содержит первый и второй масштабные резисторы 1 и 2, первый15 и второй операционные усилители 3 и 4, первый и второй логарифмирующие транзисторы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения, суммирующе-вычитающий блок 8, ключевой элемент 9, сумматор 10, шину 11 нулевого потенциала, вход 12 и выход 13 логарифмического преобразователя.Логарифмический преобразователь работает следующим образом.Изменение напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя приводит к изменению тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 5. Выходное напряжение первого операционного усилителя 3 изменяется пропорционально логарифму тока коллектора первого логарифмирующего транзистора 5. С ростом тока коллектора начинает сказываться погрешность от падения напряжения на объемном сопротивлении базы первого логарифмирующего транзистора 5, которая приводит к увеличению выходного напряжения первого операционного усилителя 3 на величину этого падения напряжения. Сопротивление второго масштабного резистора 2 выбирается больше сопротивления первого масштабого резистора 1, чтобы в конце рабочего диапазона, при максимальном токе коллектора второго лога рифмирующего транзистора 6, влияние падения напряжения, на объемном сопротивлении второго логарифмирующсго транзистора 6 на выходное напряжение второго операционного усилителя 4 было малым.Необходимо, чтобы первый и второй логарифмирующие транзисторы 5 и 6 имели практически идентичные параметры. Тогда выходное напряжение суммирующе-вычитающего блока 8 содержит только напряжение погрешности первого логарифмирующего транзистора 5.При сравнительно малых величинах напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя, когда влиянием напряжения погрешности первого логарифмирующего транзистора 5 на выходное напряжение первого операционного усилителя 3 можно пренебречь, ключевой элемент 9 разомкнут и сумматор 10 передает выходное напряжение первого операционного усилителя 3 на выход 13 логарифмического преобразователя без изменений,С увеличением напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя увеличивается и напряжение погрешности. Одновременно эта составляющая присутствует и на выходе суммирующе-вычитающего блока 8. С некоторого уровня напряжения на входе 12 логарифмического преобразователя замыкается ключевой элемент 9. С помощью сумматора 10 производится вычитание из общего сигнала напряжения погрешности первого логарифмирующего транзистора 5. В результате на выходе 13 логарифмического преобразователя формируется напряо го 25 зо 35 4 О 45 50 55 жение пропорциональное логарифму токаколлектора первого логарифмирующего транзистора 5 без составляющей напряженияпогрешности.Таким образом, в предлагаемом логарифмическом преобразователе производится компенсация падения напряжения на объемномсопротивлении базы первого логарифмирующего транзистора 5 в выходном напряжениипервого операционного усилителя 3 путемсравнения этого напряжения (с помощьювторого операционного усилителя 4 и второго логарифмирующего транзистора 6) с егоидеальным значением, последующего выделения: напряжения погрешности при помощи суммирующе-вычитающего блока 8и суммирования выходного напряжения первого операционного усилителя 3, содержащего напряжение погрешности, с его выделенным инвертированным значением с помощьюсумматора 10 в определенный момент, связанный с замыканием ключевого элемента 9.Предлагаемое изобретение позволяетуменьшить погрешность передаточной характеристики преобразователя.Формула изобретенияЛогарифмический преобразователь, содержащий первый и второй операционныеусилители, к инвертирующим входам и выходам которых подключены соответственноколлектор и эмиттер соответствующих логарифмирующих транзисторов, базы которых соединены с шиной нулевого потенциала,инвертирующий вход первого операционногоусилителя через первый масштабный резистор присоединен ко входу логарифмическогопреобразователя, к инвертирующему входувторого операционного усилителя подключенпервый вывод второго масштабного резистора, выходы первого и второго операционныхусилителей соединены с соответствующимивходами суммирующе-вычитающего блока,сумматор, выход которого является выходомлогарифмического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышенияточности преобразования, в него введеныключевой элемент и источник опорного напряжения, причем выход источника опорногонапряжения подключен к третьему входусуммирующе-вычитающего блока, выходкоторого через ключевой элемент соединенс первым входом сумматора, второй входкоторого подсоединен к выходу первого операционного усилителя, управляющий входключевого элемента соединен со входомлогарифмического преобразователя и совторым выводом второго масштабного резистора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании1333287,кл. б 4 б, опублик. 1973,2. Авторское свидетельство СССР по заявке Юо 2795493/8-24, кл. 6 06 б 7/24,10.07.79 (прототип).Составитель О. Отраднов Редактор М. Касарда Техред А, Бойкас Корректор М. Демчик Заказ 3710/80 Тираж 745 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4