Экспоненциальный преобразователь с температурной компенсацией Советский патент 1987 года по МПК G06G7/24 

U| exp

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет компенсации температурной мультипликативной ошибки экспоненциального блока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема экспоненциального преобразователя; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения.

Экспоненциальныйпреобразователь

(фиг. 1, 2) содержит экспоненциальный блок 1, термокомпенсирующий дифференциальный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах 2 и 3, инвертирующий операционный усилитель 4, масштабный резистор 5, резистивный делитель напряжения, состоящий из первого 6 и второго 7 резисторов, первый и второй источники 8 и 9 тока, информационный вход 10 и выход 11 преобразователя, преобразователь 12 напряжение - ток, токозадающий резистор 13 и дополнительный вход 14.

Экспоненциальный преобразователь работает следующим образом.

Экспоненциальный блок 1 имеет зависящую от температуры функцию передачи

JJ4 Фт(1)

причем влияние температуры проявляется как приведенная к входу этого блока мультипликативная ошибка ДТ/То, где фг - температурный потенциал, пропорциональный абсолютный температуре Т; То - средняя рабочая температура, АТ Т-То.

Устранение влияния температуры на результат преобразования осуществляется за счет придания входному сигналу устройства пропорциональной зависимости от абсолютной температуры. Указанную зависимость от температуры обеспечивает инвертирующий операционный усилитель 4 с включенным в цепь обратной связи дифференциальным транзисторным каскадом на транзисторах 2 и 3.

Ток коллектора второго транзистора 3 связан с выходным напряжением инвертирующего операционного усилителя 4 зави- мостью

1 1) п L th myiN

l3--2-(l-hth-))

где 11 - ток первого источника 8 тока; m. R«

- коэффициент передачи резистивного делителя напряжения, определяемый величинами и первого и второго резисторов 6 и 7. Выбор величины ш из условия max(mUi) 0,2-0,1(()т(3)

позволяет считать зависимость (2) линейной

:i+

mU4 cpr

(4)

Если величина тока второго источника 9 тока удовлетворяет условию

12

(5)

U4

TO выходной сигнал усилителя 4 прямо пропорционален температуре

Uio 2ФГ

Rs гЛГ(6)

при равных температурах элементов экспоненциального блока 1 и транзисторов 2 и 3 сигнал на выходе 11 преобразователя не зависит от температуры

exp(-f,)

г(7)

В указанном на фиг. 2 варианте выполнения экспоненциального преобразователя напряжение на дополнительном входе устройства 14 преобразуется преобразовате- лем 12 напряжение - ток в ток дифференциального каскада. Поэтому коллекторный ток транзистора 3 пропорционален величине входного сигнала У на дополнительном входе 14

Ki2 UM /, , mU4 U +tPr

(8)

где Ki2-коэффициент передачи преобразователя 12 напряжение - ток.

Величина токозадающего резистора вы- бирается из условия компенсации первого слагаемого в выражении (8)

R,3 -; Л-1г

(9)

35

Тогда выходной сигнал усилителя 4 прямо пропорционален температуре

т,Uio 2ФГ

Ul4

(10)

При условии равенства температур элементов экспоненциального блока 1 и транзисторов 2 и 3 сигнал на выходе 11 преобразователя не зависит от температуры

m-R5 Ki2

((11)

Формула изобретения

Экспоненциальный преобразователь с температурной компенсацией, содержащий

50 экспоненциальный блок, выход которого является выходом преобразователя, термокомпенсирующий дифференциальный каскад, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых подключены к выходу первого источника тока, база первого и коллектор вто55 рого транзистора подключены к щине нулевого потенциала, коллектор первого транзистора соединен с первым выводом масщтаб- ного резистора, инвертирующий операционный усилитель и второй источник тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в него введен резистивный делитель напряжения, включенный между шиной нулевого потенциала и входом экспоненциального блока, соединенного с выходом инвертирующего операционного усилителя, соединенного входом с коллектором первого транзистора и выходом второго источника тока, база второго транзистора подключена к среднему выводу ре- знстивного делителя напряжения, второй вывод масштабного резистора соединен с информационным входом преобразователя.

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Цель изобретения - повышение точности преобразователя за счет компенсации температурной мультипликативной ошибки экспоненциального блока. Преобразователь содержит экспоненциальный блок 1, термокомпенсируюш.ий дифференциальный каскад, выполненный на первом, втором транзисторах 2 и 3, инвертирующий операционный усилитель 4, масштабный резистор 5, резистивный делитель напряжения, состояший из резисторов 6 и 7, источники тока 8 и 9, преобразователь напряжения, токозадаюш,ий резистор с соответствующими связями. 2 ил. s 77 СО 00 О5 О 4 :о Фи2.1

Физ.г