Логарифмический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к вычислительной технике8 может быть использовано в аналоговых вычислительных устройствах и приборах контрольно - измерительной техники.

Цель изобретения - повышение точности преобразования путем уменьше- шя температурной погрешности устройства,

На чертеже изображена функциональная схема логарифмического преобразователя ,

Преобразователь содержит логарифмирующий усилитель вьшолненный на операционном усилителе 1, в обратную связь которого включен логарифмирующий транзистор 2, выходной усилитель 3, эталонный транзистор 4, первьй блок 5 термостабилизации, включающий в себя операционный усилитель 6, источник 7 опорного напряжения, источник 8 опорного тока, масштабные резисторы 9 и 10 и первую подложку 11 с расположенными на ней первым 12 вторым 13 и тратим 14 компенсирующими транзисторами, второй блок 15, термостабилизации, включающий в себя операционньй усилитель 16, источники опорных напряжений 17 и тока 18, со- ответственно масштабные резисторы 19 и 20 и вторую подложку 21 с расположенными на ней первым 22, вторьм 23 и третьим 24 компенсирующими транзисторами, источники питания 25 и опорнего тока 26, информационный вход 27 и выход 28,

Логарифмический преобразователь работает следующим образом

Входной сигнал, поступающий на вход 27 устройства, преобразуется с помощью схемы, содержащей усилители 1 и 3, а также логарифмирующий 2 и эталонньй 4 транзисторы, в сигнал на выходе преобразователя. 28, пропорцио нальный логарифму отношения коллекторных токов логарифмирующего 2 и эталонного 4 транзисторов. При этом температура подложек 11 и 21 поддерживается одинаковой и постоянной благодаря функционировагшю первого 5 и второго 15 блоков термостабилизации. Датчиками температуры подложек служат транзисторы 12 и 22, а нагревателями - транзисторы 13 и 23. Температура подложек поддерживается на уровне, превышающем максимально возможную температуру окружающей среды. Транзисторы 14 и 24. а также резисторы 10 и 20

г

10

15 20 25 ЗО с

до 45 0

5

необходимы для того, чтобы предотвратить блокировку обратной связи первого 5 и второго 15 блоков термостабшти- захдаи в момент включения устройства. Операционные усилители 6 и 16 предназначены для усиления разности между величинами напряжений, вырабатываемых источниками 7 и 17 опорного напряжения и формируемых транзисторами 12 и 22„ Поскольку геометрическое расположение транзисторов в первой 11 и второй 21 подложках совпадает тепловое поле в каждой подложке изменяется одинаково с изменением температуры окружающей среды. Поэтому температутра логарифмирующего транзистора 2 всегда совпадает с тe fflepaтypoй эталонного транзистора 4, Вследствие этого отношение обратных токов транзисторов 2 и 4 остается неизменным при любой температуре окружакщей среды (не превышающей температуру подложек) и не влияет на выходной сигнал устройства.

Формула изобретения

Логарифмический преобразователь, содержащий логарифмирующий усилитель, выполненньй на операционном усилите-, ле, соединенном инвертирующим и неинвертирующим входами соответственно с информационным входом преобразователя и щиной нулевого потенциала, а инвертирующий вход и выход его подключены соответственно к коллектору и эмиттеру логарифмирукщего транзис тора, соединенного базой с шиной нулевого потенциала, выходной усили- тель,соединенный выходом с выходом преобразователя, эталонньй транзистор, соединенный базовой и коллектором с входом выходного усилителя и выходом источника опорного тока, эмиттер эталонного транзистора соединен с выходом операционного усилителя логарифмирующего усилителя-, первьй блок термостабилизации, содержащий операционный усилитель, соединенный инвертирующим и неинвертирующим входами соответственно с выходом источника опорного напряже- ния и выходом источника опорного тока, соединенного с коллектором и базой первого компенсирующего транзистора, подключенного эмиттером к шине нулевого потенциала, выход операционного усилителя через масштабньй резистор подключен к базе второго компен ,

14

сирующего транзистора, соединенного . коллектором с выходом источника питания, логарифмирующий транзистор и пер .вый, второй компенсирующие транзисторы размещены на лервой подложке, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, в нее введены второй блок термостабштиза- цин, содержащий операционный усилитель, соединенный инвертирукяцим и не- инвертирующим входами с выходами соответственно источников опорного напряжения и тока, два масштабных резис тора и три компенсирующих транзисто- 1)а, а в первый блок термостабилизации введен третий компенсирующий трал зистор и второй масштабный резистор, соединенный первым и вторым выводами соответственно с эмиттером второго и базой третьего компенсирующих транзисторов и шиной нулевого потенциала, соединенной с эмиттером треть его компенсирующего транзистора, подключенного коллектором с базой второго ком

44

пенсирующего транзистора, операционный усилитель второго блока термостабилизации через первый масштабный резистор соединен с базой и коллектором соответственно второго и третьего компенсирующих транзисторов, змиттер и база которых через второй масштабный резистор подключены к шине нулевого потенциала, соединенной с эмиттером третьего и первого компенсирующих транзисторов, коллектор и база первого компенсирующего тран« г- зистора подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, коллектор второго компенсирующего транзистора соединен с выходом источника питания, третий компенсирующий транзистор первого блока термоста - билизации расположен на первой подложке, первый, второй и третий компенсирующие транзисторы второго блока термостабшшзации и эталонный транзистор размещены на второй подложке.

Изобретение относится к вычислительной тех1й1ке и может быть использовано « аналоговых вычислительных Устройствах и приборах контрольно - измерительной техники. Цель изобретения - повышение точности - достигается введением второго блока 15 термостабилизации, содержащего операционный усилитель 16, источник 17 опорного напряжения, источник 18 опорного тока, масштабные резисторы 19, 20 и компенсирующие транзисторы 22 и 24. Компенсирующие транзисторы первого и второго блоков термостабшшзации расположены соответственно на первой 11 и второй 21 подложках. Новая, совокупность элементов и связей позволяет в 3-4 раза снизить температурный дрейф логарифмического преобразователя и повысить точность преобразования. 1 ил. (Л С 00 1