Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГ.ЛРИФМА ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВ

I

Изобретение относится к устройствам функционального преобразования электрических сигналов и может быть использовано В аналоговых вычислительных машинах.

Одно из известных устройств аналогичного назначения содержит ключевые элементы, накопительный конденсатор, управляемый полевой транзистор, блок сравнения 1.

Это устройство имеет невысокую точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения логарифма отношения двух сигналов, содержащее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства, первый вход блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор - с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и через зарядный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминающий конденсатор присоединен к первому выводу второго источника опорного напряжения 2.

Это устройство характеризуется погрешностью преобразования,обусловленного влиянием входного сопротивления и входного тока блока сравнения.

Цель изобретения - повышение точности работы.

10 Предложенное устройство отличается

Ф от известного тем, что в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй

15 вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого

2Q управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго управляемого полевого транзистора, исток которого присоединен к первому выводу второго источника опорного напряжения, выход блока сравнения через четвертый ключевой элемент подключен к затвору второго управляемо1о полевого транзистора, управляюише входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с выходом одновибратора,

На чертеже показана функциональная схема устройства для определения логарифма отношения двух сигналов.

Схема содержит блок 1 сравнения, одновибратор 2, первый и второй ключевые элементы 3 и 4, зарядный конденсатор 5, разрядный резистор 6, первый источник 7 опорного напряжения, вход 8 устройства, выход 9 устройства, третий и четвертый ключевые элементы 10 и 11, запоминаюш,ий конденсатор 12, второй источник 13 опорного напряжения, первый и второй управляемые полевые транзисторы 14 и 15, шина 16 нулевого потенциала, токоограничительный резистор 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии первый ключевой элемент 3 замкнут, а второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 10 и 11 разомкнуты.

При подаче напряжения на вход 8 устройства на выходе 9 блока 1 сравнения появляется сигнал, запускаюш,ий одновибратор 2. При этом первый ключевой элемент 3 размыкается, а второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 10 и 11 замыкаются. Зарядный конденсатор 5 заряжается от первого источника 7 опорного напряжения до величины его напряжения, затвор первого управляемого полевого транзистора 14 подключаются к шине 16 нулевого потенциала, при этом источник входного напряжения 8 нагружается резистором 17, напряжение на.затворе второго управляемого полевого транзистора 15 устанавливается равным выходному напряжению блока 1 сравнения. Так как первый ключевой элемент 3 разомкнут, то на первом входе блока 1 сравнения нулевой потенциал, на втором входе блока 1 сравнения также нулевой потенциал. Таким образом, напряжение затвор-исток первого управляемого полевого транзистора 14 равно нулю, при этом через него течет начальный ток стока.

Полагая, что входной ток блока 1 сравнения много меньше начального тока стока первого управляемого полевого транзистора 14, то этот же ток должен протекать через второй управляемый полевой транзистор 15. Напряжение затвор-исток второго управляемого полевого транзистора 15 определяется как функция от тока стока. В результате напряжение на затворе второго управляемого полевого транзистора 15 равно сумме напряжений затвор-исток этого транзистора и второго источника опорного напряжения 13.

После окончания импульса с выхода j;iiioi H6paTopa 2, соответствующего описанпо.му выше подготовительному этапу, начинается рабочий этап. Первый ключевой элемент 3 замыкается, второй, третий и четвертый ключевые элементы 4, 10 и 11 размыкаются, зарядный конденсатор 5 начинает разряжаться по экспоненциальному закону

через разрядный резистор 6, при этом на втором входе блока 1 сравнения устанавливается потенциал, равный напряжению на входе 8 устройства.

Действительно, так как третий и четвертый ключевые элементы 10 и И разомкнуты, то напряжение на запоминающем конденсаторе 12 не меняется, не меняются напряжение затвор-исток и ток стока второго управляемого полевого транзистора 15, не меняется ток стока первого управляемого

полевого транзистора 14. Следовательно, напряжение затвор-исток первого управляемого полевого транзистора 14 остается таким же, как и в подготовительный период, т. е. равным нулю.

Вследствие того, что входное сопротивление первого управляемого полевого транзистора 14 велико, напряжение со входа 8 устройства поступает на второй вход блока 1 сравнения без искажений. Таким образом исключается погрешность смешения нулевого уровня и коэффициента передачи первого управляемого полевого транзистора 14.

После достижения на зарядном конденсаторе 5 уровня напряжения, равным входному, блок 1 сравнения срабатывает и запускает одновибратор 2. На это.м заканчивается рабочий этап и вновь начинается подготовительный этап.

Длительность рабочего этапа пропорциональна логарифму отношения напряжений первого источника опорного напряжения 7 и входного напряжения на входе 8 устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения логарифма отноп ения двух сигналов, содержашее соединенные последовательно блок сравнения и одновибратор, выход блока сравнения подключен к выходу устройства,первый вход

блока сравнения соединен с выходом первого ключевого элемента, а через разрядный резистор - с шиной нулевого потенциала, вход первого ключевого элемента через второй ключевой элемент присоединен к первому источнику опорного напряжения и через зарядный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход одновибратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, первый вывод токоограничительного резистора подключен ко входу третьего ключевого элемента, вход четвертого ключевого элемента через запоминающий конденсатор присоединен к первому выводу второго источника

опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены первый и второй управляемые полевые транзисторы, затвор первого управляемого полевого транзистора соединен с первым выводом токоограничительного резистора, второй вывод которого подключен ко входу устройства, выход третьего ключевого элемента подключен к шине нулевого потенциала, второй вывод второго источника опорного напряжения соединен со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен ко второму входу блока сравнения и стоку второго управляемого полевого транзистора, и.сток которого присоединен к первому выводу второго источника опорного напряжения, выход блока сравнения через четвертыГ ключозой элемент подключен к затвору второго yiijiaB ляемого полевого транзистора, управляющие входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с выходом одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США Х« 3686513, кл. 307-229. 1972.

2.Патент СШ.А. ,No 3676661. кл. 235-193. 1972 (прототип).