Логарифмический преобразователь

(19) 5 цСО ПИСА ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСХОМ во СС1981 полярн ого ди ключе резистора оду аналоготорого дифя подключен ора нагрузи к входу выход котому входу анаетвертому н второй выапряжений. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1., Патент СНА Р 3502952,кл. 321-8, опублик. 1970,2. Авторское свидетельст СРР 801002, кл. С 06 С 7/24,(54)(57) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий аналоговый сумма.тор, первый вход которого являетсявходом логарифмического преобразователя, преобразователь напряжения3.в ток, выход которого подключен кинформационному входу управляемогоделителя тока, выполненного на двухбиполярных транзисторах, информационным входом которого являютсяобъединенные эмиттеры первого и второго биполярных транзисторов, кол-.лекторы которых являются выходамиуправляемого делителя тока, управляющим входом которого является база первого биполярного транзистора, соединенная с выходом логарифмического преобразователя, база второго биполярного транзистора соединена с шиной нулевого потенциала,а коллекторы первого и второго биполярных транзисторов соединены спервыми выводами первого и второго резисторов нагрузки, соединенныепоследовательно выпрямитель, эле;мент сравнения, свободный выводкоторого соединен с выводом источника опорного напряжения, и выходной усилитель, выход которого является выходом логарифмического преобразователя, о т л и ч а ю щ и й -с я тем,.что, с целью повьшенияточности, в преобразователь введены два дифференциальных усилителя,фильтр нижних частот и масштабныйусилитель, включенный между выходоманалогового сумматора и входом преобразователя напряжения в ток, к базам первого и второго биполярныхтранзисторов подключены неинвертирующие входы соответственно первого ивторого дифференциальных усилителейинвертирующие входы которых подключены соответственно к коллекторампервого и второго б транзисторов, выход пер ренциального усилителя второму выводу первого нагрузки и к второму вх вого сумматора, выход в ференциального усилител к второму выводу реэист ки, к входу выпрямителя фильтра нижних частот, рого подключен к третье логового сумматора, к ч входу которого подключе ход источника опорных нИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике, а именнок функциональным преобразователям переменного напряжения, и может бытьиспользовано для измерительного преобразования напряжений,Известен логарифмический преобра-фзователь, содержащий управляемыймасштабный преобразователь, в цепьобратной связи по управлению которого включен выпрямитель и элементсравнения, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а второй вход соединен с выхо,дом выпрямителя., вход которого,подключен к выходу управляемого масштабного преобразователя, являющемусявыходом логарифмического преобразова 1 еля, вход управляемого масштабного преобразователя подключен к выходу 20входного сумматора, один из входовкоторого является входом преобразователя 1,Недостатком известного преобразователя является узкий динамический 25и частотный диапазоны логарифмического преобразованияиз-за использования в составе управляемого масштабного преобразователя операционногоусилителя с переменной в широкихпределах глубиной отрицательной обратной связи, что ограничивает точность логарифмического преобразования,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является лога 35рифмический преобразователь, содержащий аналоговый сумматор первыйвход которого является входом логарифмического преобразователя, преобраЮзователь напряжения в ток, выходкоторого подключен к информационномувходу управляемого делителя тока, выполненного на двух биполярных транзисторах, информационным входом ко-.торого являются объединенные эмиттерыпервого и второго биполярных транзисторов, коллекторы которых явля-,ются выходами управляемого делителятока, управляющим входом которого50является база первого биполярноготранзистора, соединенная с выходомлогарифмического преобразователя, база второго биполярного транзисторасоединена с шиной нулевого потенциала,а коллекторы первого и второго биполярных транзисторов соединены спервыми выводами первого и второгорезисторов нагрузки, соединенные последовательно выпрямитель, элементсравнения, свободный вывод которогосоединен с первым выводом источникаопорных напряжений,и выходной усилитель, выход которого является выходом логарифмического преобразователя Г 21,Недостатком известного логарифмического преобразователя является то,что в процессе изменения коэффициента деления, напряжение коллекторбаза биполярных транзисторов управляемого делителя тока может принимать произвольные значения от нулядо напряжения питания, в результатечего происходит искажение экспоненциальной зависимости коэффициента деления управляемого делителя тока от управляющего сигнала, а следовательно, вносится погрешность вфункцию логарифмического преобразования,Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что в логарифмический преобразователь, содержащий аналоговый сумматор, первый вход которого являетсявходом логарифмического преобразователя, преобразователь напряжения вток, выход которого подключен к информационному входу управляемого делителя тока, выполненного на двухбиполярных транзисторах, информационным входом которого являютсяобъединенные эмиттеры первого и второго биполярных транзисторов, коллекторы которых являются выходамиуправляемого делителя тока, управляющим входом которого является базапервого биполярного транзистора,соединенная с выходом логарифмического преобразователя, база второго биполярного транзистора соединена с шиной нулевого потенциала, аколлекторы первого и второго биполярных транзисторов соединены спервыми выводами первого и второгорезисторов нагрузки, соединенные последовательно выпрямитель, элементсравнения, свободный вывод которогосоединен с первым выводом источника опорного напряжения, и выходнойусилитель, выход которого являетсявыходом логарифмического преобразователя, введены два дифференциальныхусилителя, фильтр нижних частот имасштабный усилитель, включенныймежду выходом аналогового сумматораз 1160446 4 и входом преобразователя напряжения ния выходного напряжения О ло 3 в ток, к базам первого и второго би-, гарифмического преобразователя, приполярных транзисторов подключены не- ложенного между базами биполярных инвертируюшие входы соответственно транзисторов 4 и 5. Разделенные токи пеРвого и втоРого диффеРенциальных передаются в коллекторные цепи би 5усилителей, инвертирующие входы кото- полярных транзисторов 4 и 5 после рых подключены соответственно к кол- прохождения через резисторы 7 и 8 лекторам первого и второго биполярных нагрузки на них выделяются напряжетранзисторов, выход первого дифферен- ния Б (Е)+У и У (т.)+У . Напряжения, циального усилителя подключен к вто О которые формируются на коллекторах рому выводу первого резистора на- биполярных транзисторов 4 и 5, постугрузки и к второму входу аналогового пают на входы дифференциальных усисумматора, выход второго дифференци- лителей 9 и 10, причем на неинального усилителя подключен к второ- вертирующие входы подаются базовые му выводу резистора нагрузки к вхо- напряжения. А так как токи проте 115У ду выпрямителя и к входу фильтра ниж- кающие через резисторы 7 и 8 нагруэних частот, выход которого подключен ки замыкаются на шину нулевого поук третьему вход 1 аналогового сумма- тенциала через выходные цепи диффетора, к четвертому входу которого ренциальных усилителей 9 фи 10, то подключен второй выход источника20напряжения на их инвертирующих вхоопорных напряжений. дах повторяют напряжения на неинНа чертеже представлена функцио- вертирующих входах независимо от нальная схема логарифмического преоб- значений токов, протекающих через разователя. резисторы 7 и 8 нагрузки. Таким обЛогарифмический преобразователь разом, значения напряжений база -25содержит аналоговый сумматор 1, мас- коллектор биполярных транзисторов 4 штабный усилитель 2, преобразователь и 5 поддерживаются близкими к нулю, 3 напряжения в ток, два биполярных а напряжения на выходах дифференцитранзистора 4 и 5 управляемого дели- альных усилителей 9 и 10 равны нателя 6 тока, два резистора 7 и 8 на- пряжениям, выделенным на сопротивгрузки, два дифференциальных усилите- лениях резисторов 7 и 8 нагрузки.ЭОля 9 и 10, фильтр 11 нижних частот, Фильтр 11 нижних частот выделяет из выпрямитель 12, источник 13 опорных выходного напряжения дифференциальнапряжений, элемент 14 сравнения, ного усилителя 10 постоянную состав- выходной усилитель 15. ляющую с масштабным коэффициентом,Логарифмический преобразователь 35 равным единице, формируя при этом работает следующим образом. напряжение О . Переменная составВходноепеременное напряжение О,М ляющая О Я выходного напряжения подается на первый вход аналогового сум- дифференциального усилителя 10 поматора 1, на четвертый вход которого по- ступает на выпрямитель 12 и после дается постоянноеО,напряжение от 40 преобразования требуемого параметисточника 13 опорных напряжений, на ра (амплитудного, средневыпрямленновторой вход подается сумма переменно- го или среднеквадратического знаго и постоянного напряжений 0)+ О 1 чения) в постоянное напряжение сравс выхода дифференциального усилите- нивается с напряжением О источникаопт ля 9, а на третий вход подается по опорных напряжений. Разность, выдестоянное напряжение О с выхода ленная элементом 14 сравнения фильтра 11 нижних частот. Суммарное усиливается усилителем 15 постоянно- напряжение с выхода аналогового го напряжения и его выходное напрясумматора 1, усиленное в К раз мас- жение О поступает на выход лога 3штабным усилителем 2,преобразуется 50 рифмического преобразователя и на в ток преобразователем 3 и суммарный базу биполярного транзистора 4У ток, содержащий постоянную и пере- изменяя коэффициент деления управменную составляющие, поступает на ляемого делителя 6 тока до установобъединенные эмиттерные цепи первого ления равенства значений постоянного и второго биполярных транзисторов 55 напряжения на выходе выпрямителя 4 и 5 управляемого делителя 6 тока, 12 и опорного напряжения Оодй Входной ток разделяется на две со- В уравновешенном состоянии ставляющие в зависимости от значе- работа логарифмического преобразо116044 б Составитель Н.фирсоведактор Г.Волкова Техред Л,Коцюбняк . Корректор И.Муска Зак илиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная 3781/48 Тирам 710 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушсПодписномитета СССРткрытийя наб д. 4/5