Логарифмический усилитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН иа 80 ои 1 А С 7/2 ССРРЫТИЙ ЗОБР ИСА ТЕ ПримеИС.90,й ы СУДАРСТВ.ННЫЙ НОМИТЕДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй операционные усилители, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, первый и второй логариф мирующие элементы, выполненные на двух согласованных транзисторах, коллектор и база каждого из которых соединены, эмиттеры первого и второ го транзисторов соединены, коллектор второго транзистора подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующи вход которого соединен с первыми в водами терморсзлстора и масштабного резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго операционного усилителя, второй вывод терморезистора соединен с первым выводом источника опорного в ,ока и с шиной нулевого потенциала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью пояышения точности, в него введены источник опорного напряжения, блок регулирования тока смещения, первый второй, третий и четвертый ключи, первыи, второй и третий переключатели, первый и второй многопозиционные контактные переключатели,первый и второй блоки масштабных ре"эисторов, каждый иэ которых содержити масштабных резисторов, причем входпервого ключа является входом логарифмического усилителя, выход первого ключа соединен с первым входомпервого переключателя, второй входкоторого соединен с первыми выводамимасштабнЬх резисторов первого блокамасштабных резисторов, выход первого переключателя соединен с выходомблока регулирования тока смещения, спервыми выводами масштабных резисторов второго блока масштабных резисторов и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к выходу второгопереключателя, первый вход которого соединен с эмиттером первого транзистора, второй вход второго переключателя соединен с первым входом третьего переключателя, а через второй ключ подключен к первому выводу источника опорного напряжения1 второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй вывод источника опорного тока через третий ключ подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый ключ соединен с коллектором первого транзистора, вторые выводы масштабных резисторов первого блока масштабных резисторов соединены с соответствующими контактами первого многопозиционного контактного переключателя, переключающий контакт которого подключен к шине1088019 нулевого потенциала, вторые выводымасштабных резисторов второго блока масштабных резисторов соединеныс соответствующими контактами второго многопозиционного контактногопереключателя, переключающий контакткоторого подключен ко второму входувторого переключателя, выход второго операционного усилителя соединен со вторым входом третьего переключателя, выход которого является выходом логарифмического усилителя, управляющие входы первого ивторого ключей соединены, управляющие входы третьего и четвертого 1Изобретение относится к усилительным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой иможет быть использовано в аналого-.вых вычислительных машинах.Известен логарифмический усилитель, который содержит операционныеусилители, логарифмирующие транзисторы, терморезистор, масштабные резисторы Г 13Однако это устройство характеризуется сравнительно низкой точностьюработы,Наиболее близким к предлагаемомуявляется логарифмический усилитель,содержащий входной масштабный резистор, подключенный к инвертирующемувходу первого операционного усилителя, между выходом и инвертирующимвходом которого включен первый логарифмирующий диод, выход первогооперационного усилителя через второй логарифмирующий диод соединен с,неинвертирующим входом второго операционного усилителя и с первым выводом источника тока, второй выводкоторого подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и к шине нулевого потенциаламежду выходом и инвертирующим входомвторо 1 о операционного усилителя подключен масштабный резистор обратнойсвязи, инвертирующнй вход второгооперационного усилителя через тврморезистор соединен с шиной нулевогопотенциала Г 23ключей соединены с управляющими вхо. дами второго и третьего переключателей, управляющие входы первого и второго многопозиционных контактных переключателей объединены.2 Усилитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок регулирования тока смещения содержит потенциометр, выводы которого.подключены к выводам двуполярного источ" ника напряжения, средний вывод потенциометра соединен с первым выводом разделительного резистора, вто" рой вывод которого является выходом блока,Недостатком известного устройстваявляется низкая точность работы,Целью изобретения является повышение точности работы.. С этой целью в .логарифмическийусилитель, содержащий первый и второй операционные усилители, неинвертирующий вход первого операционногоусилителя соединен с виной нулевогопотенциала, первый и второй логарифмирующие элементы, выполненные надвух согласованных транзисторах, кол-.лектор и база каждого из которых соединены, эмиттеры первого и второго 15 транзисторов соединены, коллекторвторого транзистора подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующийвход которого соединен с первыми вы водами терморезистора и масштабногорезистора, второй вывод которого подключен к выходу второго операционного усилителя, второй вывод терморезистора соединен с первым выводом ис точника опорного тока и с шиной нулевого потенциала, введены источникопорного напряжения, блок регулирования тока смещения, первый, второй,третий и четвертый ключи, первый, З 0 второй и третий переключатели, первый и второй многопоэиционные контактные переключатели, первый и вто,рой блоки масштабных резисторов, каждый из которых содержит п масштабных резисторов, причем вход первогоключа является входом логарифмичес"кого усилителя, выход первого ключа соединен с первым входом первого переключателя, второй вход которого соединен с первыми выводами масштабных резисторов первого3 блока масштабных резисторов, выход первого переключателя соединен с выходом блока регулирования тока смещения, с первыми выводаии иасштабных резисторов второго блока 1 а масштабных резисторов и с инвертируинции входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к выходу второго переключателя, первый вход которого соединен с эмиттерои первого транзистора, второй вход второго переключателя соединен с первыи входои третьего переключателя, а через второй ключ подключен к первому выводу источника опорного напряжения, второй вывод которого соединен с виной нулевого потенциала,. второй вывод источника опорного тока через третий ключ подключен к неинвертирующеиу входу второго операционного усилителя, иивертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый ключ соединен с коллектором первого транзистора, вто" рые выводы масштабных резисторов первого блока масштабных резисторов соединены с соответствующими контактами первого многопоэиционного контакт" ного переключателя, переключающий контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, вторые выводыМ масштабных резисторов второго блока масштабных резисторов соединены с со" ответствующими контактами второго многопоэициониого контактного перек 46 лючателя, переключающий контакт которого подключен ко второму входу второго переключателя, выход второго операционного усилителя соединен со вторыи входом третьего переключателя, выход которого является выхо 45 дои логарифмического усилителя, уп.равляющие входы первого и второго ключей соединены, управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с управляющими входами второго зв и третьего переключателей, управляющие входы первого и второго иногопоэициониых контактных переключателей обьединенц,Блок регулирования тока смещения М содержит потенциометр, выводы которого подключены к выводам двуполярного источника напряжения, средний вывод потенциометра соединен с первым выводом разделительного резистора, второй вывод которого является вьмодом блока.На фиг. 1 изображена функциональная схема логарифмического усилителя; на фиг. 2 - функциональная .схема блока регулирования токасмещения.Устройство содержит первый операционный усилитель 1, первый транзистор 2, второй операционный усилитель3, термореэистор 4, масштабный резистор 5,второй транзистор 6, источник7 опорного тока, блок 8 регулирова"ния тока смещения, первый и второйблоки масштабных резисторов, выполненные на масштабных резисторах 9,92 9 п, 10 , 1021 Оп , первый ивтороймногопозщционные контактные переключатели 11 и 12, первый, второйтретий и четвертый ключи 13 - 16,первый, второй и третий переключатели 17-19, источник 20 опорного напряжения, вход 21 и выход 22 логарифмического усилителя, шину 23 нулевого потенциала, потенциоиетр,24, разделительный резистор 25, ис,точник 26 двуполярного напряжения,выход 27 блока 8.Логарифмический усилитель работает следующим образом.В положении первого, второго,третьего и четвертого ключей 3-16и переключателей 17-9 (фиг.11 сигнал со входа 21 поступает на инвертирующий вход первого операционногоусилителя 1. При этом на выходе 22устанавливается напряжение, пропорциональное входному току и величинемасштабного резистора, выбранной положением второго многопозиционногоконтактного переключателя 12 во втором блоке масштабных резисторов О.В положении третьего и четвертого ключей 15 и 16 и второго и третьего переключателей 18 н 19,противоположном изображенному на фиг.1, навыходе первого операционного усилителя 1 устанавливается потенциалЕу- кт р(1%1 - эмиттерный ток первого транЕзистора 21 - ток насыщения первого транЕЬзистора 2.Через второй транзистор 6 от источника 7 опорного тока протекает ток. Падение напряжения на втором транзисторе 6 равно51,тч: е - сц12 % Ю2где 1 - ток источника 7;21 - ток насыщения второго транИзнстора 6.Потенциал на неинвертирующем входе второго операционного усилителя 3 равенЕ152Из 13) вытекает, что составляющие, содержащие токи насыщения, ис ключились, так как первый и второй транзисторы 2 и 6 согласованы.Применением термореэистора 4 достигается стабилизация по температур- ному потенциалу. 25На выходе 22 в логарифмическом режиме имеемР +Р Е2 где К , К- значения сопротивленийтерморезистора 4 и масштабного резистора 5.В лагарифмическом усилителе возможна прецизионная установка нуляо 35 н напряжения смещения нуля первого операционного усилителя 1 в линейном режиме. Точность установки нуля проверяется с помощью первого блока 9 масштабных резисторов, которые че рез первый переключатель 17 подключаются к инвертирующему входу первого операционного усилителя 1, Масштабные резисторы в первом блоке 9 масштабных резисторов по величине выбраны так, чтобы в любом положении первого и второго многопозиционньс контактных переключателей 1 и 2 сохранялось отношение масштабных резисторов второго О и первого 9 блоков масштабных резисторов, равное 10. Тогда первый операционный усилитель 1 становится усилителем с коэффициентом усиления О и с разомкнутым входом, Если нуль первого операционного усилителя 1 не выставлен, то "разбалансировка" усиливается в десять раэ. Путем подстройки резистора установки нуля первого операционного усилителя 1, включая и выключая с помощью первого переключателя 17 масштабные резисторы из первого блока 9 масштабных резисторов, устанавливается нуль по признаку постоянства потенциала на выходе 22. Оставшийся потенциал уменьшается до нуля с помощью блока 8 регулирования тока смещения.При работе в логарифмическом ре-. жиме масштабные резисторы второго блока 10 масштабных резисторов используются для установки желаемой величины изменения выходного напряжения при изменении входного тока на одну декаду и оперативной провер" ки точности работы во всем диапазоне входныхтоков, Для этого первый и второй ключи 13 и 14 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на фиг.1. При этом на инвертирующий вход первого операционного усилителя 1 включается источник 20 опорного напряжения и второй блок 10 масштабных резисторов. Величина резисторов во втором блоке О масштабных резисторов подбирается так, чтобы калибровочный ток при" нимал значения, отличающиеся на декаду в каждом из положений второго многопозиционного контактного переключателя 12.Таким образом, по сравнению с известным устройством предложенный логарифмический усилитель обладаетболее высокой точностью работы благодаря обеспечению прецизионной ре гулировки и калибровки.088019 Составитель О.ОтрадновЕгорова Техред Ж.Кастелевич Корректор М.ДемчиШМ едакто исноСР д. 4 аушская на филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Прое аказ 2675/47 Тираж 6 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, -35, 9 По комитетаи открытий