Устройство для возведения в степень Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 

I

Изобреаение относится к эпекгрическим вычислительным устройствам и может быть использовано в аналоговых вычислительных маиганах,

Известно устройство для возвецения в степень, содержащее логарифмирующий и антилогарифмируюишй блоки, фильтр II.

Это устройство характеризуется низкой стабильностью работы.Наиболее близким к преаложенн ому является устройство для возведения в сте- . пень, содержащее операционные усилители, логарифмирующий и антилогарифмирукяций э; 1ементы, генератор опорного тока 2},

Недостатком этого устройства .ffiляeт- ся невысокая точность работы вспецствие нестабильности характеристик погарифми рутощего и антилогарифктирутацегг) элементов,

Цель изобрег ния - повышение точности работы.

Поставленная цель достигнется тем, что в устройство цпя возведения в сте-

пень, содержащее первый и второй операдиот1ые усппителл, генератор опорного i тока, логариф п1рую1Щ1й и ангилогарифмирующий элементы, межд5 И5тертирующим вхоцом первотх) операционного усилителя и шиной нулевого потеншшла вк;лючен генератор опорного тока, входом устройства является инвертиру огоий вход первого операционного , неинвертируюишй вход которого подключен к ши10не нулевого потеишгала, выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к входу антилогарифк-пфующего

15 элемента;, выход которого является выходом устройства, к ттвертгфующрму входу и выходу первого операционного усилителя подключены соответственно вход и выход логарифмирующего элемента, введе20ны соединенные после палате льно ипполш - гельный операционный усиплгпль и интегратф, выход Которого поаключг н к miверткрукхцему входу второго оперяшюн 392 ного усил15теля, выход которого crewffleH с неннвертирутацим входом дополнительного операцио1шого усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя,На чертеже представлена функциональная схема устройства для возведения в степень; Устройство содержит вход 1 генератор 2 опорного тока, логарифмирующий элемент 3, первый 4 и втфой 5 операционные усилители, дополнительный операционный усилитель 6, антилогарифмирующий элемент 7, интегратор 8, шину 9 нулевого погегщиала и выход 10, Устройство для возведения в степень работает следующим образом, При воздействии импульсного сигнала на входе 1 на выходе первого операционного усилителя 4 формируется импульс ное напряжение, равное , Зад/(1) где Ч параметр вольт-амперной харак теристики транзистфа, используемого в качестве /югарифми рующего элемента 3| 3gjj - амплитуда импульсног .сигнала} JQ д :начальный ток логарифмирующе

элемента 3, определяемый генератор 2 опорного тока,

Это напряжение усиливается вторым операционным усилителем 5, велиш на коэффициента передачи которого опреде- , ляег величину показателя степени.

На выходе антилогарифмирующего элемента 7, в качестве которого можно использовать транзистора форк-гируется импугъс гока

,

:зо

О.А

(2)

где ЗО,А. начальный тсйк антилоГЕ1рифмирующего элемента Urt выходное напряжение второго операционного усилителя 5,

Так как

Ur, KU,,

(3)

где К - коэффициент передачи второго

операционного усилителя 5, сигнал на выходе 1О равен

-i2.

3 t

ву

ЗО.А. (4)

т.е. выходаой сигеал пропорционпл н степени ог входного сигнала,

причем изменение происходит до момента выравнивания напряжений на входах дополнительного операшгонного усилителя 6, В результате этого стабильность и, следовательно, точность работы устройства повышаютея. Во время действия импульсного сигнала на входе и выходе второго операционного усилителя 5 величина напряжения на интеграторе 8 не успевает существенно измениться,Таким образом, стабнлиаахяя начального тока антилогарифмирующего элемента 7 происходит в паузах между сигнальными импульсами. Предложенное устройство для возведения в степень по сравнению с известным устройством характеризуется более высокой точностью работы вследствие мало1х) ВЛИЯНИЯ нестабильности тока анти лoгapифмI pyющe го элемента на работу устройства.

. Формула изобрет9ння

Устройство для возведения в степень, 55 содержащее первый и второй операционные усклигели, генератор опорчого тгжа, логарифмирующий и антилогар гфми11ук.)иий элементы, между шшертирутчиич 9 При отсутствии сиП1алов на вхоце I устройства входной ток логарифмирук щего элемента 3 с помощью первого операционного усилителя 4 подцержива- ется равным току генератора 2 опорного тока, чем обеспеч1швется стабилизация рабочей точки транзистора лога- рифктарующегх элемента 3, Дополнительный операционный усилитель 6 сравнивает входное напряжение антилогарифмирующего элемента 7, т.е. напряжение база-эмиттер транзистора антилогарифмирующего элемента 7, с напряжением база-эмиттер транзистора логарифмирующего элемента 3. Цешз отрицательной обратной связи за- мыкается через дополнительный операционный усялител 6, интегратор 8 и второй операционный усилитель 5, благо- ааря чему установление нача 1ьного тока транзистора антилогарифмирующего элемента 7 происходит до тех пор, пока напрялдания база-эмиттер обоих транзисторов не в ыр авн яе тс я. ЕГсли происходит изменение начального тока, например, транзистора анталогариф щpyющeгo элемента 7, то это приводит к изменению напряжения на выходах дополнительного операционного усилителя 6 и второго операционного усилителя 5,

59

первого операгшонного усилителя и шиной нулевого потенциала включен генератор опорного тсжа вхоаом устройства является инвертирующий вход первого операционного усилителя, неинвертирующий вход Которого поцключбн к шине нулевого потенциала, выхоц первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим вхоцом втфого операцишного усилителя, выход которого попключен к вхоцу антилогарифмирующего элемента, выхоц которого является выходом устройства,к инвертирующему входу и вькоцу первого операционного усилителя подключены соответственно вход и выхоц логарифмирующего элемента, о т л -и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены соеоине шы последовательно дополнительный операди596

онный усилитель и интегратор, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выход которого соединен с инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя,.инвертирующий вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бонч Бруевич А. М. и др, JBecконтактные элементы самонастраивающихся систем, М„ Машиностроение, 1967,

c;i2g2.-2, Стросс и Бреннер, Универсальная вычислительная машина для обработки амплитуд импульсов,Приборы для научных исследований , т. 36, N 12, 1965, с,-175, фиг. 4, 6 (прототип).