SU1363265A1 - Экспоненциальный преобразователь - Google Patents

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  за счет того, что в пре- образователь. введены третий 7 экспоненциальный и логарифмический 8 транзисторы и источник 9 опорного напр жени , которые в совокупности с вторым операционным усилителем 2 образуют блок 10 инверсии тока. Благодар  введению блока 10 инверсии токов и новьк св зей между элементами устройства в преобразователе достигаетс  положительный эффект, а именно обеспечиваетс  компенсаци  падени  напр жени  на объемном сопротивлении базы первого экспоненциального транзистора 5 с учетом реальной зависимости - базового тока от напр жени  на эмит- терном переходе и при этом значительно уменьшено вли ние на результат преобразовани  неидеальности элементов цепи компенсации. 1 ил. (Л 00 о: САЭ N3 05 О1

Description

1363265

относитс  к устройстно но по эк пр ну бл

вам преобразовани  электрических сигналов по экспоненциальному закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и информационно-измерительной технике.

Цель изобретени  - повышение точности .

На чертеже изображена функциональ- ю Поскольку при этом первый 5 и второй

на  схема преобразовател .

Экспоненциальньй преобразователь содержит два операционных усилител  1 и 2, два масштабных резистора 3 и 4, три экспоненциальных транзистора 5-7, логарифмический транзистор 8, источник 9 опорного напр жени , совокупность элементов 2,7,8 и 9 образует блок 10 инверсии тока.

Экспоненциальный преобразователь работает следующим образом.

Экспоненциальна  зависимость между входными и выходными напр жени ми обеспечиваетс  за счет использрваПИЯ естественной нелинейной зависимос--25 не зависит от сопротивлени  базы перти тока коллектора первого транзистора 5 и напр жени  на его эмиттерном переходе ,

-R.

oj

ехр

t/./V,

(1)

где if 0,026 Б - температурный потенциал;

тепловой ток эмиттерного перехода первого экспоненциального транзистора 5; напр жение на входе преобразовател ;

- сопротивление второго масштабного резистора 4.

Однако напр жение на эмиттерном переходе первого экспоненциального транзистора отличаетс  от напр жени  его эмиттерным и базовым зажимами и 3g. из-за наличи  объемного сопротивлени  базы R, которое  вл етс  причиной погрешности в области больших рабочих токов коллектора.

(2)

и„, + I

R.

U,5j UH 5 В то же врем  увеличение этого тока желательно как с целью увеличени  диапазона изменени  входных сигналов так и с целью повьппени  быстродействи  .

, Дл  компенсации указанной ошибки база первого транзистора подключена к пгине нулевого потенциала через первый масштабньш резистор.

Формирование тока, пропорционального току базы первого экспоненциального транзистора 5, осуществл етс  с помощью идентичного первому второго экспоненциального транзистора 6, напр жение .между базой которого и шиной нулевого потенциала поддерживаетс  блоком 10 инверсии тока близким нулю.

6 экспоненциальные транзисторы работают практически при одинаковых напр жени х на эмиттерньпс переходах, то их базовые токи равны:

1.

(,

(3)

Напр жение на эмиттерном переходе с учетом (2) и (3):

Un U,, -I R +k, I.R, (4)

При обеспечелии условий

-k,o«3

О

(5)

напр жение на выходе преобразовател 

вого экспоненциального транзистора 5;

ВЫХ (,

(6)

Величина сопротивлени  второго масштабного резистора 3 определ етс  из услови  (5):

R5f

3

k ,0 -1

Условие физической реализуемости (положительное значение второго масштабного резистора 3) обеспечиваетс  при

k ,0 1- .(7)

Напр жение на выходе усилител  2 определ етс  входным током блока 10

и, -q jJ lL

(8)

8

где Iд - тепловой ток эмиттерного перехода третьего транзистора 8. С учетом величины источника 9 опорного напр жени  и с учетом положительности направлени  тока от эмиттера к коллектору ток коллектора третьего экспоненциального транзистора 7,  вл ющийс  выходным током блока 10, можно записать следующим образом:

6

и

, -}-

(9)

.55 ... 1от .)с,,о- - т;-где I Q - тепловой ток эмиттЪрного перехода третьего экспоненциального транзистора 7.

в их

- I

10

Полага , что транзисторы 8 и 7 идентичны и их .обратные токи равны

. ехр Hi . (io) - - 7,

Источник 9 опорного напр жени 

позвол ет мен ть масштабный коэффициент преобразовани  k .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Экспоненциальный преобразователь, содержащий первый и второй экспоненциальные транзисторы, эмиттеры которых соединены с входом преобразова- тел , коллекторы подключены соответственно к входу первого операционног усилител  и шине нулевого потенциала а базы подключены соответственно к первому выводу первого масштабного резистора и входу второго операционного усилител , второй масштабный

   резистор включен в цепь отрицательно обратной св зи первого операционног усилител , выход которого  вл етс  выходом преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности, в него введены логарифмирующий транзистор, третий экспоненциальный транзистор и источник опорного напр жени , соединенный выходом с базой третьего экспоненциального транзистора, эмиттер и коллектор кр.торого соединены соответственно с выходом второго операционно- го усилител  и первым вьшодом третьего масштабного резистора, подключенного вторым выводом к шине нулевого потенциала и базе логарифмирзтощего транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с входом и выходом второго операционного усилител .