SU1361586A1

SU1361586A1 - Экспоненциальный преобразователь

Info

Publication number: SU1361586A1
Application number: SU864101195A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Самокиш; Петр Николаевич Тиссен
Original assignee: Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1987-12-23

Abstract

Изобретение относитс к устройствам преобразовани электрических сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналого- : вых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности достигаетс введением трех компенсирующих транзисторов 6-8 и источника 9 опорного напр жени , за счет введени данных элементов обеспечиваетс компенсаци падени напр жени на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 2 с учетом реальной зависимости базового тока от напр жени на эмиттерном переходе и при этом значительно уменьшено вли ние на результат преобразовани неидеальности элементов цепи компенсации. 1 ил. S. /7 0

Description

Изобретение относитс к устройствам преобразовани электрических сиг налов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике.

Цель изобретени - повышение точности .

На чертеже приведена схема экспоненциального преобразовател .

Преобразователь содержит операционный усилитель 1, два экспоненциальных транзистора 2 и 3, два масштабных резистора 4 и 5, три корректирующих транзистора 6-8 и источник 9 опорного напр жени , вход 10 и выход 11 преобразовател , шину 12 источника питани , причем корректирующие транзисторы 7 и 8 выполн ют функции блока 13 инверсии тока.

Экспоненциальный преобразователь работает следующим образом.

Экспоненциальна зависимость между входным и выходным напр жени ми обеспечиваетс за счет использовани естественной нелинейной зависимости тока коллектора первого экспоненциального транзистора 2 и напр жени на его эмиттерном переходе:

Л N 02 Р п2 / f,

и., -R, I

(1)

02

где Ч 0,026 В - температурный потенциал;

- тепловой ток эмит- терного перехода первого экспоненциального транзистора 2;

R - сопротивление первого масштабного резистора 4.

Однако напр жение на эмиттерном переходе первого экспоненциального транзистора 2 отличаетс от напр жени между его эмиттерным и базоньш

зажимами U с- из-за наличи объемноэог го сопротивлени базы R , которое

вл етс причиной погрешности в области больших рабочих токов коллектора:

Un +Ift Rft (2)

&2 2. Sj b

В TO же врем увеличение этого тока желательно дл увеличени диапазона изменени входных сигналов, и повышени быстродействи .

Дл компенсации указанной ошибки база первого экспоненциального транзистора 2 подключена к шине нулевого потенциала через второй масштабный резистор 5, а к общему их выводу под- ключен выход блока 13 инверсии тока, ток которого пропорционален и противоположен по направлению току базы первого экспоненциального транзистора 2. Поскольку величина компенсируемого падени напр жени на объемном сопротивлении базы невелика и обычно не превьш1ает 1 мВ, то напр жени на эмиттерных переходах первого 2 и второго 3 экспоненциальных транзисторов

отличаютс на величину напр жени Ug источника 9 опорного напр жени , и их коллекторные токи I и I пропорциональны:

Kj

1к,1..(и. /,), 9.

(3)

3 2 т -Tj- 14

где К- - коэффициент масштабировани коллекторного тока первого транзистора 2.

В силу идентичности транзисторов 3 и 6 можно считать их базовые токи равными, откуда ток базы транзистора 6

К

i

в.

1с К Ь, а

(4)

ток блока 13 инверсии

13

-It

ii

(5)

где К - - коэффициент передачи блоOU О

ка 13,

Напр жение на эмиттерном переходе первого экспоненциального транзистора 2

.:V- So-4- o- s

П2 0 00

.

(6)

где и - напр жение на входе 10 пре10

образовател j

4Е

Rg - Сопротивление второго масштабного резистора 5.

- При обеспечении услови

RS/ (7 напр жение на выходе 11 преобразовател не зависит от сопротивлени базы первого экспоненциального транзистора 2;

. ц --R, °

Величина сопротивлени второго масштабного резистора 5 определ етс из услови (7):

R,-

Rg

Условие физической реализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 5) обеспечиваетс при

К,

.1Второй 7 и третий 8 корректирующие транзисторы идентичны по парамет рам и имеют тип проводимости, проти воположный по отношению к первому 2, второму 3 экспоненциальным и первому корректирующему 6 транзисторам. Если пренебречь различием коллекторного и эмиттерного токов, то, учитыва последовательное включение транзисторов 7 и 8, их базовые токи Ig и Ir- пропорциональны друг другу:

.8

е В,

1 Bg В, N3

Ч

К

13

.

(10)

коэффициенты передачи транзисторов 7 и 8; коэффициент передачи блока 13 инверсии тока.

В случае использовани в схеме преобразовател интегральных транзисторных сборок компенсаци действи базового сопротивлени схемы осуществл етс индивидуально дл каждого образца и сводитс к регулировке коэффициента П1 опорциональности К , между токами первого 2 и второго 3 экспоненциальных транзисторов с помощью источника 9 опорного напр жени или при заданном смещении базы второго экспоненциального транзистора в соответствии с условием (9), регулировкой второго масштабного резистора 5. При реализации предложенной схемы по интегральной технологии выполнение услови (9) возможно и за счет изготовлени второго экспоненциального транзистора 3 с несколько большей

Составитель Н.Зайцев Редактор И.Нйколайчук Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 6293/50 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

10

площадью эмиттерного перехода, что позволит отказатьс от использовани источника 9 опорного напр жени , подключа при этом базу второго экспоненциального транзистора 3 на шину нулевого потенциала, а настройка схемы может быть осуществлена регулировкой второго масштабного резистора 5.

Claims

Формула изобретени

20

Экспоненциальный преобразователь, содержащий операционный усилитель, в

цепь отрицательной обратной св зи которого включен первый масштабный резистор , первый и второй экспоненциальные транзисторы, подключенные эмиттерами к входу преобразовател , база и коллектор первого экспоненциального транзистора соединены соответственно с первым выводом второго масштабного резистора и входом операционного усилител , подключенного

25 выходом к выходу преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени точности, в него введены источник опорного напр жени и три корректирующих транзисто2Q ра, база и коллектор второго экспоненциального транзистора соединены соответственно с выходом источника опорного напр жени и эмиттером первого корректирующего транзистора,подключенного базой и коллектором соответственно к базе и эмиттеру второго корректирующего транзистора, соединенного коллектором с эмиттером треть-, его корректирующего транзистора,-подключенного базой к базе первого экспоненциального транзистора, коллекторы первого и третьего корректирующих транзисторов соединены соответственно с шиной источника питани и шиной нулевого потенциала, соединенной с вторым выводом второго масштабного резистора.

35

40

45