Логарифмический усилитель Советский патент 1984 года по МПК G06G7/24 

нулевого потенциала, вторые выводы масгатабных резисторов второго блока масштабных резисторов соединены с соот;ветствующими контактами второго многопозиционного контактного переключателя, переключающий контак которого подключен ко второму входу второго переключателя, выход второго операционного усилителя соединен со вторым входом третьего переключателя, выход которого является выходом логарифмического усилителя, управляющие входы первого и второго ключей соединены, управляющие входы третьего и четвертого

ключей соединены с управляющими входами второго и третьего переключателей, управляющие входы первого и второго многопозиционных контакт ных переключателей объединены.

2 Усилитель по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что блок регулирования тока смещения содержит потенциометр, выводы которого подключены к вьдаоДам двуполярного источника напряжения, средний вывод потенциометра соединен с первым выводом разделительного резистора, втрой вывод которого является выходом блока.

1. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй операционные уснлители, неинввртирующий вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала, первый и второй логарифмирующие элементы, выполненные на двух согласованных транзисторах, коллектор и база каждого из которых соединены, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены, коллектор второго транзистора подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами терморсзистора и масштабного резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго операционного усилителя, второй вывод терморезистора соединен с первым выводом источника опорного /ока и с шнной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью пояьпиения точноетн, в него введены источник опорного напряжения, блок регулирования тока смещения, первый, второй, третий и четвертый ключи, первый, второй и третий переключатели, первый и второй многопозиционные контактные переключатели, первый и второй блоки масштабных резисторов, каждый из которых содержит п масштабных резисторов, причем вход первого ключа является входом логарифмического усилителя, выход первого ключа соединен с первым входом первого переключателя, второй вход которого соединен с первыми выводами масптабнЫх резисторов первого блока масштабных резисторов, выход первого переключателя соединен с выходом блока регулирования тока смещения, с первыми выводами масштабных резистоЩ ров второго блока масштабных резисто ров и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к выходу второго переключателя, первый вход которого соединен с змиттером первого транзистора, второй вход второго переключателя соединен с первым вхо О 00 00 дом третьего переключателя, а через второй ключ чюдключен к первому выводу источника опориого напряжеиия второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй со вывод источника опорного тока через третий ключ подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый ключ соединен с коллекто-. ром первого транзистора, вторые выводы масштабных резисторов первого блока масштабных резисторов соединены с соответствующими контактами первого многопозиционного контактного переключателя, переключающий контакт которого подключен к щине

1

Изобретение относится к усилительным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть использовано в аналого-. вых вычислительных машинах.

Известен логарифмический усилитель, который содержит операционные усилители, логарифмирующие транзисторы,- терморезистор, масштабные резисторы Cl .

Однако это устройство характеризуется сравнительно низкой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является логарифмический усилитель, содержащий входной масштабный резистор, подключенный к инвертирующему входу первого операционного усилителя, между вькодом и инвертирующим входом которого включен первый логарифмирующий диод, выход первого операционного усилителя через второй логарифмирующий диод соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и с первю« выводом источника тока, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и к шине нулевого потенциала между выходом и инвертирующим входом BTOpoiO операционного усилителя подключей масштабный резистор обратной связи, инвертирующий вход второго операционного усилителя через терморезистор соединен с шиной нулевого потенциала С 2J.

Недостатком известного устройства является низкая точность работы.

Целью изобретения является повышение точности работы. С этой целью в логарифмический усилитель, содержащий первый и второй операционные усилители, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с шиной нулевого

потенциала, первый и второй логарифмирующие элементы, выполненные на двух согласованных транзисторах, коллектор и база каждого из которых соединены, эмиттеры первого и второго

транзисторов соединены, коллектор второго транзистора подключен к неиивертир щему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами терморезнетора и масштабного резистора, второй вывод которого подключен к выходу второго операщюнного усилителя, второй вывод терморезистора соединен с первьм выводом источника опорного тока и с шиной нулевого потенциала, введены источник опорного напряжения, блок регулирования тока смещения, первый, второй, третий и четвертый ключи, первый,

второй и третий переключатели, первый и второй многопозиционные контактные переключатели, первый и второй блоки масштабных резисторов, каждый из которых содержит п масштаблых резисторов, причем вход первого ключа является входом логарифмического усилителя, выход первого ключа соединен с первым входом первого переключателя, второй вход которого соединен с первыми выводами масштабных резисторов первого блока масштабных резисторов, выход первого переключателя соединен с выходом блока регулирования тока смещения, с первыми выводами масштабных резисторов второго блока масштабных резисторов и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к выходу второго переюяочателя, вервый 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 оперного напряжения, второй вьюод которого соединен с шиной нулевого потенциала второй вывод источника опорного тока через третий ключ подключен к неинвертирующему входу второго операциониого усилителя, инвертирующий вход первого операционного усилителя через четвертый ключ соединен с коллектором первого транзистора, вто рые выводы масштабных резисторов пер вого блока масштабных резисторов соединены с соответствукедими контактами первого многопозиционного контакт ного переключателя, переключающий контакт которого подключен к шине нулевого по1енциала, вторые выводы масштабных резисторов второго блока масштабных резисторов соединены с со ответствукядими контактами второго многопозициоиного контактного перек лючателя, переключающий контакт которого подключен ко второму входу второго переключателя, выход второго операциониого усилителя соединен со вторьм входом третьего переключа теля, выход которого является выходом логарифмического усилителя, уп.равляияоне входы первого и второго ключей соединены, управляющ1е входы третьего и четвертого ключей соединены с управляющими входами второго и третьего переключателей, управляю щие входы первого и второго многопо зиционных контактм.1х переключателей объединены. Блок регулирования тока смещения содержит потенциометр, выводы которого подключены к выводам двуполярного источника напряжения, средний ывод потенциометра соединен с перым выводом разделительного резистоа, второй вьшод которого является ыходом блока. На фиг. I изображена функциональная схема логарифмического усилителя; на фиг. 2 - функциональная .схема блока регулирования тока смещения . Устройство содержит первый операционный усилитель 1, первый транзистор 2, второй операционный усилитель 3, терморезистор 4, масштабный резистор 5,второй транзистор 6, источник 7 опорного тока, блок 8 регулирования тока смеш,ения, первый и второй блоки масштабных резисторов, выполненные на масштабных резисторах 9-,, 92...9 102...10 первый и второй многопознционные контактные переключатели 11 и 12, первый, второй третий 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, потенциометр. 24, разделительный резистор 25, источник 26 двуполярного напряжения, выход 27 блока 8. Логарифмический усилитель работает следующим образом. В положении первого, второго, третьего и четвертого ключей 13-16 и переключателей 17-19 (фиг.1 сигнал со входа 21 поступает на инвертирукмдий вход первого операционного усилителя 1. При этом на выходе 22 устанавливается напряжение, пропорциональное входному току и величине масштабного резистора, выбранной положением второго многопозициоиного контактного переключателя 12 во втором блоке масштабных резисторов 10. В положении третьего и четвертого ключей 5 и 16 и второго и третьего переключателей 18 и l9inpoTHBOположном изображенному на фиг.1, на выходе первого операционного усилителя 1 устанавливается потенциал v. VT- температурный потенциал; где тр IP - змиттерный ток первого тран зистора 2; I- - ток насыщения первого тран-, 1 зистора 2. Через второй транзистор 6 от источника 7 опорного тока протекает ток. Падение напряжения на втором транзисторе 6 равно IT V. -ток источника 7; где 12 Ев. -ток насьпцения второго тра 2 зистора 6. Потенциал на неинвертирующем вхо де второго операционного усилителя равен Из (3) вытекает, что составляющие, содержащие токи насыщения, ис ключились, так как первый и второй транзисторы 2 и 6 согласованы. Применением терморезистора 4 до стигается стабилизация по температ ному потенциалу. На выходе 22 в логарифмическом режиме имеем где R. значения сопротивлений терморезистора 4 и мас штабного резистора 5. В логарифмическом усилителе возможна прецизионная установка нуляд и 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. Мас штабные резисторы в первом блоке 9 масштабных резисторов по величине выбраны так, чтобы в любом положени первого и второго многопозиционньу контактных переключателей II и 12 сохранялось отношение масштабных резисторов второго 10 и первого 9 блоков масштабных резисторов, равное 10. Тогда первый операционный усилитель 1 становится усилителем с козффициентом усиления 10 и с разомкнутым входом. Если нуль первого операционного усилителя 1 не выставлен, то разбалансировка усиливается в Путем подстройки резисдесять раз тора установки нуля первого операционного усилителя I, 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 режиме масштабные резисторы второго блока 10 масштабных резисторов используются для установки желаемой величины изменения выходного напряжения при изменении входного тока на одну декаду и оперативной проверки точности работы.во всем диапазоне входныхтоков. Для зтого первый и второй ключи 13 и 14 устанавливаются в положение, противоположное изображенному на фиг.1. При зтом на инвертирующий вход первого операционного усилителя 1 включается источник 20 опорного напряжения и второй блок 10 масштабных резисторов. Величина резисторов во втором блоке 10 масштабных резисторов подбирается так, чтобы калибровочный ток принимал значения, отличающиеся на декаду в каждом из положений второго многопозиционного контактного переключателя 12. Таким образом, по сравнению с известным устройством предложенный логарифмический усилитель обладает более высокой точностью работы 6j;iaгодаря обеспечению прецизионной регулировки и калибровки.

26

гч

Фмг.г

n