Логарифмический функциональный преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G06G7/24 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобрегение огносигся к области аналоговой .аычиспигельной техники. Известны логарифмические функциональные; преобразователи, содержащие входной резистор и операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен биполярный транзистор с заземленной базой, и используюшие для оспроизведения функции логарифма зависимость между током коллектора и падением напряжения на вмиттерном переходе биполярного транзистора 1. Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон изменения входного сигнала. Наиболее близким техническим решением к данному является логарифмический функциональный преобразователь, соде1 жаший сумматор, выход которого является выходом преобразователя, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, входной резистор, первый вывод которого подключен ко входу первого операционного усилителя, а второй вывод является входом преобразователя, логарифмирующий 1-р-П- транзистор, коллектор которого подключен ко входу, а эмиттер - к выходу первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого подключен к базе логарифмирующего h-p-n - транзистора (Выход - ко второму входу сумматора, а между входом и выходом которого включен резистор обратной связи 2. Недостатком описанного устройства, позволяющего осуи1ествить частичную компенсацию погрешности, обусловленной падейием напряжения на объемном сопротивлении базы логарифмирующего транзистора при протекании базового тока, является наличие погрещности, обусловленной зависимостью объемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора, которая приводит к ограничению диапазона входного сигнала для достижения требуемой точности. Цель изобретения - повышение точности преобразователя за счет компенсации погрешности, обусловленной зависимостью обьемного базового сопротивления транзистора от тока коллектора. Это достигается тем, что логарифмичес кий функциональный преобразователь содержит И пороговых элементов и элемен с управляемой проводимостью на диоднорезисторных ячейках, информационный вход которого соединен со входом, а выход - с выходом второго операционного усилителя, управляющие входы - с выходами пороговых элементов, первый вход каждого из пороговых элементов соединен со вторым выводом входного резистора, а второй вход - с шиной опорного напряжения преобразователя. На чертеже прршепена схема логарифмического функционального преобразователя. Преобразователь содержит первый опе рационный усилитель 1, логарифмирующий n-p-h - транзистор 2, второй операционный усилитель 3, сумматор 4, входной резистор 5, резистор обратной связи 6, элемент 7 с управляемой проводимостью на диодно-резисторных ячейках , tt пороговых элементов 8, ... 8,. Преобразователь работает следующим образом. При нулевом входном напряжении преобразователя Ugjt пороговые элементы .., 8 закрыты и элемент 7 с управляемой проводимостью имеет сопротивление, близкое к бесконечному. Потен циал базы транзистора 2 поддерживается близким к дупю во всем диапазоне изме- нения входного сигнала благодаря известным свойствам сэтерационных усилителей. охваченных отрицательной обратной связь С изменением входного напряжения Ug изменяется коллекторный ток транзистора 2, который связан логарифмической зависимостью с выходным напряжением (J первого операционного усилителя 1. При увеличении коллекторного тока начинает сказываться падение напряжения на объем ном сопротивлении fj базы транзистора 2, возникающее от протекания тока базы Эг Это напряжение является напряжением погрешности и приводит к отклонению напряжения U от логарифмической зависимости. Ток базы транзистора 2 преобразуется в напряжение-Uj с noMombto вто рого операционного усилителя 3. Выбрав величину сопротивления резистора обратной связи 6, равной объемному сопротивлению Tj базы транзистора 2, получим напряжение-Ujj- равное по модулю напряжению погрешности, обусловленной наличием обьемного сопротивления базы транзистора 2. Сумматор 4 суммирует напряжения самым поЗво ляет скомпенсировать указанную погреш- ность. Так как с увеличением коллекторного тока сопротивление г уменьшается по величине, то необходимо обеспечить аналогичное изменение сопротивления обратной связи второго операционного усилителя. Поэтому при определенном уровне входного напряжения срабатывает первый пороговый элемент 8, который подает на управлякядий вход элемента 7 сигнал, вызывающий параллельное подключение к резистору обратной связи 6 соот ветствующего дополнительного резистора. Аналогично при определенных уровнях входного сигнала срабатывают другие пороговые элементы 8„ . ., 8 , в результате чего эквивалетное сопротивление в цепи обратной связи второго операционного усилителя 2 будет уменьшаться с увеличением входного сигнала. Определив закон изменения этого сопротивления в соответствии с известной зависимостью обьемного сопротивления базы транзистора от коллекторного тока транзистора и заданной погрешностью аппроксимации, можно рассчитать параметры элемента 7 и выбрать напряжения срабатывания пороговых элементов 8-,... , 8 . Следует отметить, что точность воспроизведения указанной зависимости может быть относительно низкой, поскольку погрешность аппроксимации этой зависимости является погрешностью) второго порядка, Введение в преобразователь пороговых элементов и элемента 7 с управляемой проводимостью позволяет осуществить компенсацию погрешности, обусловленной падением напряжения на обьемном сопротивлении базы транзистора, с учетом зависимости обьемного сопротивления базы транзистора от коллекторного тока и благодаря этому расширить динамический диапазон и повысить точность преобразователя по сравнению с прототипом. Формула изобретения Логарифмический гЬункциональный преобразователь, содержаи(ий сумматор, выход которого является выходом преобра- зователя, первый операционный усилитель, выход которого подключен к первому вхо