Логарифмический усилитель Советский патент 1982 года по МПК G06G7/24 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к усилительным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть использовано в аналоговых вычнслительньтх машинах.

Известен логарифмический усилитель, который содержит операционные усилители, логарифмирующие транзисторы и масштабные резисторы 1.

Это устройство характеризуется малой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является логарифмический усилитель, содержащий операционные усилители, масштабные резисторы, логарифмирующие диоды 2.

Недостаток этого устройства - сравнительно низкая точность работы вследствие недостаточной компенсации температурного дрейфа логарифмической характеристики.

Цель изобретения - повышение точности работы.

Указанная цель достигается тем, что в известный логарифмический усилитель, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы, nef вый и второй логарифмирующие диоды, ин вертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вьшод которого является входом логарифмического ycHjmie.4M, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резистора, и инвертирзгющим входам первого и второго .

10 операционных усилителей подключены одноименные электроды соответственно первого и второго логарифмирующих диодов, другой электрод второго логарифмирующего диода соединен с выходом второго операционного

15 усилителя, неинвертирующие входы первого, второго, третьего и четвертого операционньге усилителей подключены к шине нулевого по. тенциала, введены первый и второй злеме1ггы с управляемой проводимостью, выполненные

20 на полевых транзисторах, интегрирующий конденсатор и источник опорного напряжения, причем другой электрод первого логарифмирующего диода соединен с выходом третьего опера- ционного усилителя и со стоком первого управляемого полевого транзистора, исток которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя и к первому выводу третьего масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, выход первого операционного усилителя является выходом логарифмического усилителя, интегрирз ощий конденсатор подключен между инвертирующим входом и выходом четвертого операционного усилителя, выход второго операционного усилителя соединен со стоком второго управляемого полевого транзистора, исток которого подключен к инвертирующему входу четвертого операционного - усилителя и к пертому выводу четвертого масштабного резистора, вторш вывод которого соединен с выходом источника опорного напряжения и со вторым вьгеодом второго масщтабного резистора, затворы первого и второго управляемых полевых транзисторов подключены к выходу четвертого оттерационного усилителя. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый операционные усилителя 1-4, первый и второй логарифмирующие диоды 5 и 6, первый и второй управляемые полевые транзисторы 7 и 8, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы 9-12, интегрирующий конденсатор 13, источник 14 опорного напряжения, шину нулевого потенциала, вход 15 и выход 16 логарифмического усилителя. Логарифмический усилитель работает следующим образом. Через торой логарифмирующий даод 6 протекает ток, определяемый величиной напряжения источника 14 опорного напряжения и сопротивлением второго масштабного резистора 0. При этом выходное напряжение второго операционного усилителя 2 пропорционал но логарифму отношения тока через второй логарифмирующий диод 6 к обратному току второго логарифмирующего диода 6. Это напряжение через второй управляемый полевой транзистор 8 подается на вход четвертого операционного усилителя 4. На зтот же вход подается напряжение источника 14 опорного напряжения через четвертый масштабный рези тор 12. Так как выходиое напряжение второ го операщюшюго усилителя 2 противоположно по знаку напряжению источника 14 опорного напряжения, то происходит вычитание токов, протекающих соответственно через вто рой управляемый полевой транзистор 8 и чет вертый масштабный резистор 12, и разностью этих токов заряжается интегрирующий конден сатор 13. По мере увеличения выходного напряжения четвертого операционного усилителя 4 увеличивается сопротивление канала второго управляемого полевого транзистора 8. При этом разность токов уменьшается и при их равенстве заряд интегрирующего конденсатора 13 прекращается. Таким образом, выходное напряжение четвертого операционного усилителя 4 поддерживается таким, чтобы сохранялось равенство токов. При подаие на вход 15 сигнала через первый логарифмирующий диод 5 протекает ток,. определяемый величиной входного сигнала и сопротивлением первого масштабного резистора 9, а выходное напряжение третьего операционного ycилиteля 3 пропорционально логарифму отнощения тока, протекающего через первый логарифмирующий диод 5 к его обратному току. Напряжение на выходе 16 определяется отношением выходного напряжения третьего операдаонного усилителя 3 к его коэффициенту передав. Коэффициент передачи третьего операционного усилителя 3 определяется отнощением сопротивлений канала первого }шравля.емого полевого транзистор 7 и третьего масштабного резистора 1. При использовании одинаковых регулируемых полевых транзисторов сопротивления их каналы равны, так как затворы первого и второго управляемых полевых транзисторов 7 и 8 соединены, а потенциалы на истоках равны, причем сопротивление канала пропорци(шально отношения тока через второй логарифмир)гюший диод 6 к его обратному току. Поэтому выходное напряжение лсн-арифмического усилителя связано логарифмической зависимостью с входным напряжением и не зависит от температуры. Благодаря этому предлагаемый логарифмический усилитель обладает более высокой точностью работы в диапазоне температур. Формула изобретения Логарифмический усилитель, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый, второй, третий и четвертый масштабные резисторы, первый и второй логарифмирующие диоды, инвертирующий вход первого сшерационного усилителя соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого является входом логарифмического усилителя, к инвертирующему входу второго операционного усилителя подключен первый вывод второго масштабного резне