DE3501255A1 - Logarithmic converter - Google Patents
Logarithmic converterInfo
- Publication number
- DE3501255A1 DE3501255A1 DE19853501255 DE3501255A DE3501255A1 DE 3501255 A1 DE3501255 A1 DE 3501255A1 DE 19853501255 DE19853501255 DE 19853501255 DE 3501255 A DE3501255 A DE 3501255A DE 3501255 A1 DE3501255 A1 DE 3501255A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- operational amplifier
- logarithmic converter
- logarithmic
- negative feedback
- converter according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/24—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating logarithmic or exponential functions, e.g. hyperbolic functions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/005—Circuits for altering the indicating characteristic, e.g. making it non-linear
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
Description
1ioarithmischer Wandler1ioarithmic converter
Die Erfindung betrifft einen logarithmischen Wandler mit breitem dynamischen Verarbeitungsbereich.The invention relates to a logarithmic converter with a wide dynamic range Processing area.
Zur Verarbeitung von Meßgrößen mit sehr großem Dynamik-Umfang werden logarithmische Wandler mit Transistor-Rück führung eingesetzt. Der Nachteil der statisch sehr genau arbeitenden Meßschaltungen besteht darin, daß die Grenzfrequenz derselben von der Größe des angelegten Eingangssignals abhängig ist. Im Bereich sehr kleiner Eingangspegel ist dadurch die Reaktionszeit auf sich ändernde Eingangsgrößen zu lang, so daß schnelle Änderungen der Eingangsgröße im Meßergebnis nicht berücksichtigt werden und so erhebliche Meßfehler eintreten können. Zur Frequenzkompensation logarithmischer Wandler wurden bereits Schaltungsmaßnahmen bekannt. So wird z. B. zwischen eine Signalquelle und Operationsverstärkereingang ein aus einer Widerstands-Transistorkombination bestehendes Kompensationsglied oder ein zusätzlicher Verstärker geschaltet. (Zeitschrift "Nachrichtentechnik-Elektronik" 32 (1982), X. 6, S. 237 und "Elektronik" 1975, H. 11, Seite 107). Derartige Schaltungen eignen sich å jedoch nur für bestimmte Meßwert-Erfassungen.To process measured variables with a very large dynamic range logarithmic converter with transistor feedback is used. The disadvantage of the statically very precisely working measuring circuits is that the cutoff frequency the same depends on the size of the applied input signal. In the area The response time to changing input variables is therefore a very low input level too long so that rapid changes in the input variable are not taken into account in the measurement result and so considerable measurement errors can occur. For frequency compensation of logarithmic Converters were already known circuit measures. So z. B. between a Signal source and operational amplifier input from a resistor-transistor combination existing compensation element or an additional amplifier switched. (Magazine "Telekommunikation-Electronics" 32 (1982), X. 6, p. 237 and "Elektronik" 1975, H. 11, page 107). Such circuits are only suitable for certain measurements.
Mit der Erfindung soll die Verarbeitung von Meßgrößen mit großem Dynamik-Umfang verbessert werden.The aim of the invention is to process measured variables with a large dynamic range be improved.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen logarithmischen Wandler mit einem Operationsverstärker und einer Logarithmier-Rück kopplung zu schaffen, dessen durch besagten Rückkoppelzweig bedingte Zeitkonstante mittels einer geeigneten Schaltungsmaßnahme zwecks Erhöhung der Ubertragungsgeschwindigkeit auch im Bereich sehr kleiner Meßgrößen ohne Beeinträchtigung der statischen Genauigkeit der Meßwert-Erfassung kompensiert wird.The object of the invention is to provide a logarithmic converter with a Operational amplifier and a logarithmic feedback to create its through said feedback branch conditioned time constant by means of a suitable circuit measure for the purpose of increasing the transmission speed also in the range of very small measured quantities compensated without impairing the static accuracy of the measured value acquisition will.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Ausgang und Eingang des Operationsverstärkers zusätzlich über einen aussteuerungs- und/oder frequenzabhängigen Gegenkoppelungszweig verbunden sind.According to the invention this object is achieved in that output and Input of the operational amplifier additionally via a level control and / or frequency-dependent negative feedback branch are connected.
Die Erfindung wird anhand von Schaltungsausführungen mit einer im Kurzschlußbetrieb arbeitenden Fotodiode als Meßwertgeber nachstehend erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Logarithmischer Wandler gemäß Stand der Technik Fig. 2 Ersatzschaltbild desselben Fig. 3 Ersatzschaltbild für einen erfindungsgemaßen Wandler Fig. 4 Wandler mit nichtlinearer Gegenkopplung.The invention is based on circuit designs with an im Short-circuit operation working photodiode as a transducer explained below. They show: FIG. 1 logarithmic converter according to the prior art; FIG. 2 equivalent circuit diagram the same FIG. 3 equivalent circuit diagram for a converter according to the invention; FIG. 4 converter with non-linear negative feedback.
Gemäß Fig. 1 besteht eine logarithmierende Lichtmeßschaltung aus einem Operationsverstärker 1, zwischen dessen Eingänge direkt eine Fotodiode 2 geschaltet und dessen Ausgang über einen Transistor 3 auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist. Ein Kondensator 4 sowie ein Widerstand 5 sind notwendige Bauelemente zur Erfüllung der Stabilitätskriterien des Wandlers. Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 2 das Ersatzschaltbild vorbezeichneten Wandlers dargestellt. Hierbei bedeuten: Cx = C4 + Cce rx = rD +R5 rD = UT/Ic (differentiellerTransi stor-Widerstand) Rg = Nullpunktwiderstand der Fotodiode Co =Sperrschichtkapazität der Fotodiode Cce = Kapazitätder Collektor-Ermitter-Strecke des Trance si stors Die Zeitkonstante) x des logarithmischen Wandlers folgt der Beziehung = 0x CX rx (1) Da rx zu kleineren Eingangsströmen hin ständig größer wird, folgt aus Gleichung (1), daß bei geringen Objektleuchtdichten die Zeitkonstante des Wandlers gemäß dem Stand der Technik groß und demzufolge dessen Grenzfrequenz in unerwünschter Weise niedrig wird.According to FIG. 1, a logarithmizing light measuring circuit consists of an operational amplifier 1, between the inputs of which a photodiode 2 is connected directly and the output of which is fed back via a transistor 3 to the inverting input. A capacitor 4 and a resistor 5 are necessary components to meet the stability criteria of the converter. For a better understanding of the invention, the equivalent circuit diagram of the converter described above is shown in FIG. The following mean: Cx = C4 + Cce rx = rD + R5 rD = UT / Ic (differential transistor resistance) Rg = zero-point resistance of the photodiode Co = junction capacitance of the photodiode Cce = capacitance of the collector-emitter path of the trance sistor The time constant) x of the logarithmic converter follows the relationship = 0x CX rx (1) Da rx to lower input currents becomes steadily larger, it follows from equation (1) that with low object luminances, the time constant of the converter according to the prior art is large and, consequently, its cutoff frequency becomes undesirably low.
Die Schaltung gemäß Fig. 3 kompensiert die vorgenannte Zeitkonstante mittels einer Gegenkopplung dargestellter Art. Zu diesem Zweck ist die Ausgangsspannung a über einen Widerstand 6 an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 7 geführt, dessen Ausgang einerseits über die Parallelschaltung eines Widerstandes 8 sowie eines Kondensators 9 auf seinen invertierenden Eingang rückgekoppelt und andererseits mit dem Eingang des Operationsverstärkers 1 verbunden ist.The circuit according to FIG. 3 compensates for the aforementioned time constant by means of a negative feedback type shown. For this purpose, the output voltage a via a resistor 6 to the inverting input of an operational amplifier 7 out, the output of which on the one hand via the parallel connection of a resistor 8 and a capacitor 9 fed back to its inverting input and on the other hand is connected to the input of the operational amplifier 1.
Das Übertragungsverhalten dieses Systems folgt der Beziehung Nach einer analytischen Untersuchung des in (2) bzw (3) beschriebenen Sbertragungsverhaltens erhält man schließlich die Beziehung statischer An- dynamischer Anteil teil Gleichung (4) verdeutlicht, daß bei Gleichheit der Zeitkonstanten #x und #R der erste Faktor des dynamischen Anteiles der Ausgangsspannung Ua gleich 1 wird. Der verbleibende frequenzabhängige Ausdruck jw"' wird um den Faktor (1 + VR) verkleinert. Bei der Darstellung der Ausgangsspannung im 3ode-Diagramm bedeutet das, daß die Grenzfrequenz des Wandlers in gewünschter Weise um den Faktor (1+Vr) zu höheren Frequenzen En verschoben wird und eine Vergrößerung der Bandbreite stattfindet. Mit der Schaltung gemäß Fig. 3 wird diese Bandbreitenerweiterung bei einem bestimmten Arbeitspunkt erreicht.The transfer behavior of this system follows the relationship After an analytical investigation of the transfer behavior described in (2) or (3), the relationship is finally obtained Static dynamic component part Equation (4) shows that when the time constants #x and #R are equal, the first factor of the dynamic component of the output voltage Ua becomes 1. The remaining frequency-dependent expression jw "'is reduced by the factor (1 + VR). In the representation of the output voltage in the 3ode diagram, this means that the cut-off frequency of the transducer increases in the desired manner by the factor (1 + Vr) to higher frequencies En With the circuit according to FIG. 3, this bandwidth expansion is achieved at a specific operating point.
Die Schaltung gemäß Fig. 4 ist gegenüber Fig. 3 um einen Spannungsteiler bildende Widerstände 10, 11, einem Transistor 12, einer Diode 13 im Rückkoppelzweig des Verstärkers 7 sowie Widerstände 14, 15 erweitert. Diese Schaltung wird der Forderung gerecht, daß die Zeitkonstante #x nicht nur in einem bestimmten Arbeitspunkt des Wandlers, sondern in jedem Arbeitspunkt des Wandlers kompensiert wird. Dies geschieht durch die zusätzliche Einbeziehung der Diode 13 in das Integrierglied 8, 9, da deren Widerstand von der jeweiligen Aussteuerung abhängig ist und gegen 0 gehen kann, so daß eine mit der Aussteuerung mitlaufende Zeitkonstante zur Kompensierung der unerwünschten Zeitkonstante des Operationsverstärkers 1 mit Transistor-Räckführung realisiert wird.The circuit according to FIG. 4 is compared to FIG. 3 around a voltage divider forming resistors 10, 11, a transistor 12, a diode 13 in the feedback branch of the amplifier 7 and resistors 14, 15 expanded. This circuit becomes the requirement fair that the time constant #x not only in a certain working point of the Converter, but is compensated in each working point of the converter. this happens by the additional inclusion of the diode 13 in the integrator 8, 9, since their Resistance depends on the respective modulation and can go to 0, so that a time constant running with the modulation to compensate for the unwanted time constant of the operational amplifier 1 with transistor Räckführung is realized.
Ohne weitere Maßnahmen wird infolge der erfindungsgemäßen Gegenkopplung der statische Anteil der Ausgangsspannung des logarithmischen Wandlers verringert. Um auch diese ungewollte Verringerung zu kompensieren, wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 1, bedingt durch den Spannungsteiler 10, 11, um den Betrag der Gegenkopplung verstärkt.Without further measures, as a result of the negative feedback according to the invention the static component of the output voltage of the logarithmic converter is reduced. In order to compensate for this unwanted reduction as well, the output signal of the Operational amplifier 1, due to the voltage divider 10, 11, by the amount the negative feedback amplified.
Wird der logarithmische Wandler in beschriebener Weise mit einer Fotodiode als Meßwertgeber beschaltet, kann die Erfindung z. B. in Systemen der Autofokussierung, der Belichtungsmessung bei Tageslicht sowie bei der TTL-Blitsmessung Anwendung finden. Die Erfindung ist jedoch keinesfalls au9 diese Anwendungsgebiete beschränkt.If the logarithmic converter is in the manner described with a photodiode wired as a transducer, the invention can, for. B. in systems of autofocusing, the exposure measurement in daylight as well as in the TTL blits measurement are used. However, the invention is in no way restricted to these areas of application.
- Leerseite -- blank page -
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD26103884A DD222114A1 (en) | 1984-03-20 | 1984-03-20 | LOGARITHMIC CONVERTER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3501255A1 true DE3501255A1 (en) | 1985-09-26 |
Family
ID=5555439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853501255 Withdrawn DE3501255A1 (en) | 1984-03-20 | 1985-01-16 | Logarithmic converter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD222114A1 (en) |
| DE (1) | DE3501255A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020125952A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Amplifier with adaptable feedback |
-
1984
- 1984-03-20 DD DD26103884A patent/DD222114A1/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-01-16 DE DE19853501255 patent/DE3501255A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020125952A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Amplifier with adaptable feedback |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD222114A1 (en) | 1985-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2552863B2 (en) | Logarithmic amplifier | |
| DE3402891A1 (en) | VOLTAGE CURRENT CONVERTER HIGH ACCURACY, ESPECIALLY FOR LOW SUPPLY VOLTAGES | |
| DE69130124T2 (en) | Logarithmic amplifier | |
| DE2535695A1 (en) | AMPLIFIER WITH VARIABLE REINFORCEMENT | |
| DE2620282A1 (en) | NON-LINEAR DC VOLTAGE AMPLIFIER FOR MEASURING PURPOSES | |
| DE3147171C2 (en) | ||
| DE2727212C3 (en) | Signal strength meter driver circuit in a receiver | |
| DE2853829A1 (en) | DIFFERENTIAL AMPLIFIER ARRANGEMENT | |
| DE69014831T2 (en) | Circuit for quotient measurement with improved noise suppression. | |
| DE2855168C2 (en) | Bipolar voltage detector | |
| DE3501255A1 (en) | Logarithmic converter | |
| DE2905463C2 (en) | ||
| DE3590147T1 (en) | Device for increasing the dynamic range in an integrating opto-electrical receiver | |
| DE3432561A1 (en) | Transistor precision current source with differential input | |
| DE3036917C2 (en) | Amplifier circuitry | |
| DE2438905C3 (en) | Self-balancing compensation measuring device | |
| DE1924783C3 (en) | Circuit arrangement for converting a detuning of a resistance bridge into a proportional frequency change of an RC oscillator | |
| DE69126401T2 (en) | Buffer circuit | |
| DE102021211498A1 (en) | Circuit arrangement for processing an analog ultrasonic signal detected by an ultrasonic converter and for converting the analog ultrasonic signal into a digital ultrasonic signal, as well as an ultrasonic sensor and a vehicle with such a circuit arrangement | |
| DE4041621A1 (en) | Evaluation circuit for piezo-resistive pressure sensor - has resistive bridge contg. two piezo-resistive arms, operational amplifier all fitting on single hybrid | |
| EP0074919B1 (en) | Circuit with a measuring transducer, in particular with a semiconductor pressure sensor | |
| DE2352342C3 (en) | Pulse rate meter | |
| DE2128130C3 (en) | Circuit arrangement for stepless setting of a response threshold | |
| DE3144159A1 (en) | Universal amplification circuit | |
| DE2461815A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT WITH EXPONENTIALLY CONTROLLED TRANSFER SIZE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |