Аналоговый экспоненциальный пре-образователь

нениями Эберса-Молла выражение для коллекторного тока ) биполярного транзистора с заземленной базой имеет видЧвЕ св ЧсвЭ;З.ЭЕ (Е -1) С (Е)СЭ Еф.11(1)где Ч , Н - напряжение между базой-эмиттером и базойколлектором;- токи насыщения эмиттеЕБ фра и коллектора.А,И - коэффициенты передачитока в нормальном режиме;в ) - коэффициент, учитывающий "несобранные" составляющие тока в цепибазы;Ч - температурный потенцитал, равный1 ЬООЕсли выполнить условие Ъ, = О,то уравнение (1) преобразовывгется вЧЦЕ ЧВЮг т НВ,З:-а. -,) (Е -1)Ы -,) Е =Э ЕХР( - ), (1)С М Еб й ЕЯ Я30 гдеи М - постоянные коэффициентты, зависящие от температуры и требующие мертермокомпенсации.Потенциалы коллектора и базы анти" логарифмирующего усилителя практически равны нулю за счет глубокой отрицательной обратной связи операционного и инвертирующего усилителей, т. е. напряжение Чс = О, что дает возможность реализовать уравнение (2), Экс поненциальная зависимость коллектор- ного тока С от напряжения Но, для данного режима справедлива до значения 3 с = 100 МА в случае применения маломощных транзисторов и с ростом 45 тока )с нарушается в силу того, что начинает сказываться падение напряжения Ч = 3 гЭто напряжение является напряже .нием погрешности, так как в соответ ствии с Т-образными схемами замещения транзистора напряжение база-эмиттер ЧвЕ антилогарифмирующего транзистора можно представить в виде суммы напряжений база-эмиттер идеального транзистора Ч и напряжения ЧЬЕЧВЕ = Чве + 3 г, Чт) п +г (3)ЭвТак как потенциал базы антилога рифмирующего транзистора практически равен нулю, то напряжение 3 г, приводит к смещению коллекторного перехода иа величину Чв = 3)г , авследствие этого и к отклонению пере даточной характеристики транзистораот чисто экспоненциальной зависимос-,ти и это отклонение связано как саддитивным влиянием составляющей иапряжения 3 г в уравнении (3), таккак и с влияйием членов уравнения(1), содержащих выражение Н =- З гФФ О, и это последнее влияние в известном преобразователе не устраняется.Таким образом, эти две причины - положительная обратная связь отклонениеот нуля напряжения коллекторного перехода с ростом коллекторного тока вконечном итоге приводят к увеличениюпогрешности функциональной характеристики преобразователя.Цель изобретения - уменьшение погрешности функциональной характеристики аналогового экспоненциальногопреобразователя,Поставленная цель достигается тем,что аналоговый экспоненциальный преобразователь, содержащий первый операционный усилитель с параллельновключенным масштабным резистором,первый антилогарифмирующий транзистор и второй операционный усилительс параллельно включенным масштабнымрезистором, причем ко входу первогооперационного усилителя подсоединенколлектор первого антилогарифмирующего транзистора, а выход основногооперационного усилителя соединен свыходом преобразователя, дополнительно содержит вспомогательный антилогарифмирующий транзистор, у которогопараметры идентичны параметрам первого антилогарифмирующего транзистора,причем эмиттеры двух антилогарифмирующих транзисторов соединены друг сдругом и со входом преобразователя,коллектор второго антилогарифмирующего транзистора соединен с шиной нулевого потенциала, а его база соединена со входом второго операционногоусилителя, выход которого соединенс базой первого антилогарифмирующеготранзистора,На Лиг. 1 представлена блок-схемааналогового экспоненциального преобразователя на фиг. 2 - Функциональныехарактеристики преобразователя.Устройство содержит первый антилогарифмирующий транзистор 1, первыйоперационный усилитель 2 с масштабнымрезистором 3, второй антилогарифмирующий транзистор 4, второй операционный усилитель 5 с масштабным резистором б. Входом и выходом преобразователя являются выводыи 8 соответственно,Устройство работает следующим образом.С увеличением входного сигнала, который поступает на эмиттеры антилогарифмирующих транзисторов.1 и 4, увеличиваются коллекторные токи этих антилогарифмирующих транзисторов с и 3 с, а вместе,с ними растут напрй-)жения погрешности Ч 1 = 1 г и Чд1 13 г . Ток 3 протекает через масштабнйй резистор б и при равенстве сопротивлений г+ и масштабного . резистора б на выходе второго операционного усилителя 5 действует положительное по знаку напряжение ЧЧд = 1 д г 4, которое находится в противодазе го отношению к напряжению Ч, = 3,1, г (Лиг. 2), в силу чего напряжение коллекторного перехода первого антилогариФмирующего тран зистора 1 будет определяться выражеем- Ч - Ч 4 = 3 г - 3, г (4)С известным приближением можно считать, что транзисторы, технологически выполненные в одном монокристалле, имеют идентичные параметры (различие параметровподобных серийных транзисторов не превышают 10) и в этом слу чае напряжения Ч и Ч 4 равны,и соответственно, напряжение коллекторного перехода Чс = 0, что, таким образом, приводит к повышению точности передаточной характеристики устройства. 25Преимущество предлагаемого аналогового экспоненциального преобразователя по сравнению с известным состоит в том, что введение в известное устройство второго антилогариФмирующего транзистора, находящегося в одном кристалле с первым антилогаримирующим транзистором, компенсирует напряжение погрешности 30 г первого антилогариФмирующего транзистора и тем самым уменьшает погрешность функциональной характеристики преобразователя. При этом устраняются два недостатка, присущих устройству, а именно цепь положительной обратной связи и неравенство нулю напряжения коллек торного перехода, которые уменьшали точность устройства. На Фиг. 3 представлены экспериментальные функциональные характеристики аналогового экспоненциального преобразователя Ча = Г(Ч) для случая, когда база первого антилогарифмирующего транзистора 1 заземлена (график 1) и для преобразователя, построенного по заявляемой блок-схеме Аиг. 1 (график 2). Из граФиков видно, что заявляемый преобразователь существенно уменьша-. ет относительную погрешность Функциональной характеристики, а именно со значения 40 до 0,1. Кроме того; данный преобразователь имеет меньшее количество операционных усилителей по сравнению с известным (два вместо трех), что является экономически целесообразно.Формула изобретенияАналоговый экспоненциальный преобразователь, содержащий первый операционный усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, первый антилогарифмирующий транзистор, вто- . рой операционный усилитель с масштабным резистором в цепи обратной связи, причем ко входу первого операционного усилителя подсоединен коллектор первого антилогариймирующего транзистора, а выход первого операционного усилителя является выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразователя, в него введен второй антилогариАмирующий транзистор, причем эмиттеры двух антилогариФ- мирующих транзисторов соединены друг с другом и являются входом преобразователя, коллектор второго антилогариФ- мирующего транзистора соединен с шиной нулевого потенциала, а его база соединена со входом второго операционного усилителя, выход которого соединен с базой первого антилогариФмирующего транзистора.Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе1. Корн Г. и Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цибровые вычислительные машины, "Мир", 1967, с. 315.316, рис. 6,29.2. Авторское свидетельство СССР Р 584312, кл. 0 06 6 7/24, 1976 (прототип).813465 г б/64 , Тираж 745 Подписно ВниипИ Государственного комитета с по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., ак 4/5 ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Фил Составитель Т. Ивановаедактор Н. Воловик Техред Н.Вабурка Корректор С. Иекм