Аналоговое вычислительное устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к устройствам аналоговой вычислительной техники, в частности к устройствам, выходной сигнал кото- рых пропорционален квадрату одного входного напряжения и обратно пропорционален друго- 5 му входному напряжению.

Одно из известных устройств вычисления отношения двух напряжений содержит операционный усилитель, накопительный конденсатор, ключевые элементы, блок управления ю ij . Это устройство имеет сравнительно низкую точность вычисления.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является аналоговое вычислительное is устройство, содержащее выходной операционный усилитель, между входом и выходом ко, торого подключен токоизмерительный резистор, последовательно включенные первый и второй логарифмирующие диоды, ко входу 20 выходного операционного усилителя подключён третий логарифмирующий диод, другой электрод которого соединен с одноименным электродом второго логарифмирующего диода, четвертый логарифмирующий диод, один 25

электрод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноименным электродом первого логарифмирующего диода, первый и второй источники входных напряжений 2.

Это устройство сложно по функциональной схеме и, как следствие, имеет сравнительно невысокую точность работы.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены первый и второй генераторы тока, первые входы корых подключены к первому источнику входного напряжения, второй вход первого генератора тока соединен со вторым источником входного напряжения, второй вход второго генератора тока подключен к шине нулевого потенциала, выход первого генератор тока присоединен к одноименным электродам первого и четвертого логарифмирующих диодов, выход второго генератора тока подключен к одноименным электродам второго и третьего логарифмирующих диодов. На чертеже изображена бпок-охема устро с ТВ а. Она содержит второй источник входного напряжения 1, первый генератор тока 2, пе вый и второй логарифмирующие диоды 3 и 4, третий и четвертый логарифмирующие диоды 5 и 6, второй генератор тока 7, выход ной операционный усилитель 8, токоизмери- тельный резистор 9, шину нулевого потен- хиала 1О, первый источник входного напряжения 11. Устройство работает следующим образом Потенциал входа выходного операционного усилителя 8 практически равен нулю благодаря глубокой отрицательной обратной связи через токоизмерительный резисто 9, поэтому напряжение на первом, и четвертом логарифмирующих диодах 3 и 6 равно напряжению на втором, и третьем, логарифми рующих диодах 4 и 5. Первый и четвертый логарифмирующие диоды 3 и б включены встречно, второй и третий логарифмирующие диоды 4 и 5 также включены встречно, поэ тому в силу основного свойства логарифмир ющих элементов (логарифмирующих диодов) отнощение тода через первый логарифмирую щий диод 3 к току через логарифмирующий диод 6 равно отношению тока через второй логарифмирующий диод 4 к току через третий логарифмирующий диод 5. Но токи через первый и второй логарифмирующие диоды 3 и 4 равны. Следовательно, ток через третий логарифмирующий диод 5 равен квад рату тока через первый и второй логарифми рующие диоды 3 и 4, деленному на ток че- рез четвертый логарифмирующий диод 6. Обратные токи через все логарифмирующие диоды, как и в устройстве-прототипе, компенсируются. Выходной ток первого генератора тока 2является линейной функцией двух входных напряжений: первого источника входного напряжения 11 и второго источника входного напряжения 1. При этом выходной ток первого генератора тока 2 растет с увеличением наопряжения от второго источника входного напряжения 11. Выходной ток второго генератора тока 7 пропорционален напряжению от первого источника входного напряжения 11. Поэтому сумм.а выходных токов первого и второго генераторов тока 2 и 7 зависит только от напряжения второго источника входного напряжения 1. Ток через третий логарифмирующий диод 5 равен разности между выходным током второго генератора тока 7 и током через первый и второй логарифмирующие диоды 3и 4. Этот последний ток в свою очередь равен разности между выходным током первого генератора тока 2 и током через четвертый логарифмирующий диод 6. С учетом указанной выще зависимости между токами логарифмирующих диодов 3j 4, 5 и 6 ток через третий логарифмирующий диод 5 оказьтается прямо пропорхщо- нальным квадрату выходного тока второго генератора тока 7 и обратно пропорциональным сумме выходных токов первого и второго генераторов тока 2 и 7. Следовательно, ток через третий логари ьмирующий диод 5 прямо пропорщюнален квадрату напряжения первого источника входного напряжения 11 и обратно пропорционален напряжению второго источника входного напряжения 1. Ток через третий логарифмирующий диод 5 измеряется с помощью токоизмерительного резистора 9 и выходного операционного усилителя 8, выходное напряжение которого является выходным напряжением, устройства. Предложенное аналоговое вычислительное устройство позволяет увеличить точность путем уменьшения погрешности преобразования в области малых токов через логарифмирующие диоды (логарифмирующие элементы), и, кроме того, оно проще известного, Формула изобретения Аналоговое вычислительное устройство, содержащее выходной операционный усилитель, между входом и выходом, которого включен токоизмерительный резистор, последователь но включенные первый и второй логарифмирующие диоды, ко входу выходного операционного усилителя подключен третий логарифмирующий диод, другой электрод которого соединен с одноименным электродом вто-рого логарифмирующего диода, четвертый логарифмирующий диод, один электрод которого подключен к щине нулевого потенциала, а другой электрод соединен с одноименным электродом, первого логарифмирующего диода, первый и второй источники входных напряжений, отличающееся тек{, что, с целью повыщения точности и упрощения «в него введены первый и второй генераторы тхрка, первые входы которых подкшочены к первому источнику входного напряжения, второй вход первого генератора тока соединен со вторым источником входного напряжения, второй вход второго генератора тока подключен к щине нулевого потенциала;, выход первого генератора тока присоединен к одноименным электродам первого и четвертого логарифмирующих диодов, выход второго генератора тока подключен к одноименным, электродам второго и третьего логарифмирузощих диодов.

Источники информации, хфшштые во внимаиае при экспертизе:

1. Патент США № 3686513, нац.кп. 307-229, опубл. 22.07.19.72.

2. Жшшнскас Р.-П. П. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительной техйкке. Советское радио , 1975 стр. 84-86, рис. 3, 26 (прототип).