SU1095200A1 - Аналоговый логарифмический преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технкке и может быть использовано в различных узлах онтрольно-информационной аппаратур Известен аналоговый логарифмический преобразователь, испапьзуквдий в качестве естественных нелинейностей дипол рные транзисторы, у кото рых используетс  логарифмическа  за висимость между коллекторным током и напр жением на эмиттерном переход Ибэ, Данные транзисторы включаютс  в цепь отрицательной обратной св зи операционных усилителей, так как в этом случае наиболее просто реализу етс  преобразование входного напр жени  в пропорциональный ему коллек торный ток ij . Недостатком этих преобразователе  вл етс  уменьшение быстродействи  устройства при уменьшении входного напр жени  вследствие возрастани  динамического сопротивлени  в цепи обратной св зи операционного усилител  при уменьшении коллекторного тока. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  аналоговый логарифмический преобразователь,.. содержащий токозадаю11ий резистор, первый вывод которого  вл етс  входом преобразовател  логарифмирующий транзистор, операционный усилитель, к инвертирукнцему входу которого п одключены база логарифмирующего транзистора и первый вы вод масштабного резистора, второй вывод которого подключен к выходу операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к шин нулевого потенциала 23 Недостатком такого преобразовател   вл етс  снижение быстродейстни  преобразовател  при малых по величин входных сигналах. Цель изобретени  - повышение быстродействи  преобразовател  в области малых по величине входных сигналов . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналоговый логарифмический преобразователь, содержащий токозадающий резистор, первый выход кот«ж ого  вл етс  входом преобразовател , логарифмирующий транзистор, ойерационный усилитель, к инвертирую щему входу котброго подключены база логарифмирующего транзистора и первый выход масштабного резистора, второй выход которого подключен к выходу операционного усилител  неинвертиру ющий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, введены П нелинейных элементов, выполненных на дио дах, (ifi-1) дополнительных токозадающих резисторов и (n-l) масштабных блоков, выходы i -го масштабного бло ка ,(i -«-) через i -и дополнительный токозадающий резистор подключен к аноду{л +1)-го диода, второй выход токозадающего резистора подключен к аноду первого диода, и входу первого масштабного блока, входы масштабных блоков с 2-го по И -и подключены к анодам соответствующих диодов, катоды диодов соединены с выходом преобраэовател  и эмиттером логарифмирующего транзистора, коллектор котсч ого подключен к шине нулевого потенциала. На чертеже представлена блок-схема преобразовател . Аналоговый логарифмический преобразователь содержит токозадающий резистор 1, логарифмирующий транзистор 2, операционный усилитель 3, масштабный резистор 4, и нелинейных элементов, выполненных на диодах ,,(M-i) дополнительных токозадающих резисторов б fl. масштабных блоков .1- Преобразователь работает следующим образом. Если преобразователь содержит на ,входе только токозадакадий резистор 1 |и диод 5i , то ток -1 J протекаю (щий через эти элементы и поступающий на логарифмирующий транзисторв, будет заведомо меньше тока, определ емого величиной /R , и причиной уменьшени  тока  вл етс  падение напр жени  на этом диоде. Однако ледовательно-параллельное подключение к диоду 5 цепочек, составленных из масштабирующих блоков 7...7„., дополнительных токозадающих резисторов 6,...б., и диодов 5... 5„ , позвол ет увеличить суммарный TOKi.g до величины, близкой (|jJ причем это увеличение тока основано на том, чтокоэффициенты передачи масштабирующих блоков равны К /Uex Д Ltg и U jbix -напр жени  на входе и выходе масштабирующего блока соответственно . Таким образом, задача схемотехнического узла преобразовател  состоит в преобразовании входного напр жени  в пропорциональный ему ток.: . В дальнейшем этот ток вызывает паде- ние напр жени  на логарифмирующем транзисторе, которое и  вл етс  выходным сигналом. Если вместо логарифмирующего транзистора использовать двухполюсник-диод ,, то отпадает надобность в операционном усилителе с масштабным резистором 4. В данном преобразователе логарифмирующий транзистор (или диод) работает вне цепи обратной св зи операционного усилител . К узлам и блокам данного устройства предъ вл ютс  определенные требовани : во-первых, входные сопротивлени  масштабирующих узлов

(4... 7.,) и определенного усилител  должны быть сравнительно большими с тем, чтобы их вли нием на работу преобразовател  можно было бы пренебречь, во-вторых, диоды 5 ... 5( Должны иметь сравнительно близкие параметры, что выполн етс  в случае применени  диодов, вЕфащенных на одном кристалле.

Преимущество.предлагаемого преЬбразовате}1  перед известным состоит в следующем.

В известном преобразователе, используккцем нелинейный элемент, транзистор или диод в цепи обратной св зи ОУ глубина зтой обратной св зи зависит от входного сигнала из-за того , ч1го динамическое сопротивление логарифмирующего транзистора pg зависит от напр жени  И вх. Так гранична  частота io,7 такого преобразовател  в первом приближении определ етс  как . .

t,R f,

:rOB,«eUe.

где к - сопротивление операционного резистсфа на входе операци . он кого усилител ; е - посто нный коэффициент, завис щий от параметров опера1ШОННОГО усилител  и логарифмирующего элемента.

, Из (1) видно, что с уменьшением (UgK уменьшаетс  быстродействие преобразовател .

В предлагаемом преобразователе гранична  частота f J| , определ ема  главшам образомбыстродействием масштабирующих блоков 7.... 7 . и равна 

,. W.

практически не зависит от уровн  входного сигнала.

Claims (1)

1. (-57) АНАЛОГОВЫЙ ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий токозадающий резистор, первый выход которого является входом преобразователя, логарифмирующий транзистор, операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены база второй выход которого подключен к выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя в области малых по величине входных сигналов, в него введены И нелинейных элементов, выполненных на диодах, Π -1 дополнительных тскозадающих резисторов и (η -1) масштабных блоков, выходы i -го масштабного блока (д =1-η -1) через ϊ-й дополнительный токозадающий резистор подключен к аноду (< +1)-го диода, второй выход токозадающего резистора подключен к аноду первого диода и входу первого масштабного блока, входы масштабных блоков с 2-го по П-й подключены к анодам соответству щих диодов, катоды диодов соединены с выходом преобразователя и эмиттером логарифмирующех-о транзистора,