SU809230A1

SU809230A1 - Logarithmic device

Info

Publication number: SU809230A1
Application number: SU792765349A
Authority: SU
Inventors: Андрей Михайлович Котов
Original assignee: Kotov Andrej M
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1981-02-28

Description

Изобретение относитс к усилительной технике, в частности к усилитель ным устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть использовано в аналоговых вычис лительных машинах. Одно из известных логарифмирующих устройств содержит усилительные блоки , логарифмирующие и термокомпенсирующие транзисторы 11. Это устройст во характеризуетс значитель.ной погрешностью в диапазоне температур. Наиболее близким к предлагаемому вл етс логарифмирующее устройство, содержащее первый.и второй усилители , логарифмирующий и термокомпенсирующий транзисторы, источник образцового тока, дифференциальный усилитель , токозадаклций и масштабный резисторы , источник опорного напр жени , ключевой элемент, накопительный конденсатор и генератор тактовых импульсов , база логарифмирующего транзистора подключена к шине нулевого потенциала, а коллектор соединен с инвертирующим входом первого усилите л , выход которого присоединен к эмиттерам логарифмирующего и термокомпенсируютего транзисторов, выход источника образцового тока соединен с коллектором и базой термокомпенсирующего транзистора и с некнвертирующим входом второго усилител , между инвертирующим входом и выходом которого включен масштабный резистор, выход второго усилител вл етс выходом логарифмирующего устройства и подключен к инвертирующему входу дифференциального усилител , к неинвертирующему входу которого присое- динен источник опорного напр жени , выход дифференциального усилител через ключевой элемент соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора , втора обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала , выход генератора тактовых импульсов присоединен к уп)авл ющему входу ключевого элемента, один вывод токозадающего резистора соединен с входом логарифмирующего устройства,неинвертирующий вход первого усилител подключен к шине нулевого потенциала L21. Недостатком известного устройства вл етс значительна температурна погрешность, что снижает точность работы устройства.The invention relates to amplifier technology, in particular, to amplifying devices with logarithmic amplitude response and can be used in analog computing machines. One of the known logarithm devices contains amplifying blocks, logarithm and thermocompensating transistors 11. This device is characterized by a significant error in the temperature range. The closest to the proposed is a logarithm device containing the first and second amplifiers, logarithmic and thermocompensating transistors, a sample current source, a differential amplifier, current distributions and scale resistors, a reference voltage source, a key element, a storage capacitor and a clock generator, a logarithm base the transistor is connected to the zero-potential bus, and the collector is connected to the inverting input of the first amplifier, the output of which is connected to the emitte am logarithm and thermocompensating transistors, the output of the reference current source is connected to the collector and base of the thermocompensating transistor and to the non-inverting input of the second amplifier; to the non-inverting input of which a voltage source is connected, the output of the differential amplifier through the The chevy element is connected to the first plate of the storage capacitor, the second plate of which is connected to the zero potential bus, the output of the clock generator is connected to the main input of the key element, one output of the current resistor is connected to the input of the logarithm, the noninverting input of the first amplifier is connected to the zero bus potential L21. A disadvantage of the known device is a significant temperature error, which reduces the accuracy of the device.

Цель изобретени - повышение точности работы за счет компенсации температурной погрешности.The purpose of the invention is to improve the accuracy of work by compensating for temperature error.

Цель достигаетс тем, что в предлагаемое логарифмирующее устройство введены переключатель, дополнительный источник образцового тока и элемент с управл емой проводимостью, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с управл ющим входом переключател , подвижный контакт которого подключен к инвертирукндему входу первого усилител , а первый и второй неподвижные контакты переключател присоединены соответственно к выходу дополнительного источника образцового тока и к другому выводу токозадающего резистора, перва обкладка накопительного конденсатора соединена с регулирующим входом элемента с управл емой проводимостью , инвертирующий вход второго усилител через элемент с управл емой проводимостью присоединен к шине нулевого потенциала.The goal is achieved by introducing a switch, an additional source of reference current and an element with controlled conductivity into the proposed logarithm. The output of the clock generator is connected to the control input of the switch, the moving contact of which is connected to the inverter input of the first amplifier, and the first and second stationary the switch contacts are connected respectively to the output of an additional source of reference current and to another output of the current-carrying resistor, the first panel As a storage capacitor is connected to a regulating input of an element with controlled conductivity, the inverting input of the second amplifier is connected to a zero potential bus through an element with controlled conductivity.

На чертеже изображена функциональна схема предлагаемого логарифмирующего устройства.The drawing shows a functional diagram of the proposed logarithm device.

Устройство содержит токозадающий резистор 1, переключатель 2, первый усилитель 3, дополнительный источникThe device contains a current-carrying resistor 1, switch 2, the first amplifier 3, an additional source

4образцового тока, логарифмирующий и термокомпенсирующий транзисторы4 pattern current, logarithm and thermocompensating transistors

5и 6, источник 7 образцового тока, второй усилитель 8, источник 9 опорного напр жени , дифференциальный усилитель 10, ключевой элемент 11, накопительный конденсатор 12, масштабный резистор 13, элемент 14 с управл емой проводимостью, генератор5 and 6, the source 7 of the reference current, the second amplifier 8, the source 9 of the reference voltage, the differential amplifier 10, the key element 11, the storage capacitor 12, the scale resistor 13, the element 14 with controlled conductivity, the generator

15 тактовых импульсов, вход 16 и выход 17 логарифмирующего устройства, шина 18 нулевого потенциала.15 clock pulses, input 16 and output 17 of a logarithm, bus 18, a zero potential.

логарифмирующее устройство работает следующим образом.logarithmic device operates as follows.

В исходном состо нии при отсутствии сигналов на выходе генератора 15 тактовых импульсов логарифмирующее устройство находитс в режиме коррекции . При этом переключатель 2 подключает выход дополнительного источника 4 образцрвого тока к входу первого усилител 3, а ключевой элемент 11 замкнут, т.е. выход дифференциального усилител 10 подключен к регулируилцему входу элемента 14 с управл емой проводимостью, в Качестве которого может быть использован полевой транзистор, и к накопительному конденсатору 12.In the initial state, in the absence of signals at the generator output of 15 clock pulses, the logarithm device is in the correction mode. In this case, the switch 2 connects the output of the additional source 4 of the sample current to the input of the first amplifier 3, and the key element 11 is closed, i.e. the output of the differential amplifier 10 is connected to the control input of the element 14 with controlled conductivity, in which quality the field-effect transistor can be used, and to the storage capacitor 12.

Напр жение на выходе второго усилител 8 рдвно разности напр жений база-эмиттбр согласованны} логарифмирующего и термокомпенсирующего транзисторов 5 и 6 и в исходном состо нии пропорционально температуре и логарифму отношени дополнительного источника 4 и источника 7 образцовых токовThe voltage at the output of the second amplifier 8 is equally the difference of the base-emittbre voltage} of the logarithmically and thermocompensating transistors 5 and 6 and in the initial state is proportional to the temperature and the logarithm of the ratio of the additional source 4 and the source 7 of the model currents

и . (1) and (one)

где vp температурный потенциал, 9-°ток дополнительного источника образцового тока 4, ID ток источника образцового тока 7.where vp is the temperature potential, 9- ° is the current of the additional source of the reference current 4, ID is the current of the source of the reference current 7.

Коэффициент передачи второго усилител 8 определ етс цепочкой из масштабного резистора 13 и элемента 14. Так как ключевой элемент 11 замкнут , то второй усилитель 8 включен в цепь отрицательной обратной св зи дифференциального усилител 10, причем выходное напр жение дифференциального усилител 10, воздейству на регулирующий вход элемента 14,устанавливает такой коэффициент передачи второго усилител 8, что напр жение на его выходе становитс равным напр жению на неинвертирующем входе дифференциального усилител 10, т.е. напр жение источника 9 опорного напр жени . В результате, по окончании переходных процессов, выходное напр жение дифференциального усилител 10 принимает значение, которому соответствует коэффициент передачи второго усилител 8The transmission coefficient of the second amplifier 8 is determined by a chain of scale resistor 13 and element 14. Since the key element 11 is closed, the second amplifier 8 is included in the negative feedback circuit of the differential amplifier 10, with the output voltage of the differential amplifier 10 affecting the control input element 14, sets the gain of the second amplifier 8 such that the voltage at its output becomes equal to the voltage at the non-inverting input of the differential amplifier 10, i.e. the voltage of the source 9 of the reference voltage. As a result, at the end of the transients, the output voltage of the differential amplifier 10 takes on a value that corresponds to the transmission coefficient of the second amplifier 8

(2)(2)

где UQ - напр жение источника опор-, ноге напр жени 9.where UQ is the voltage source of the support-, leg tension 9.

Накопительный конденсатор 12 зар жаетс до уровн выходного напр жени дифференциального усилител 10.The storage capacitor 12 is charged to the level of the output voltage of the differential amplifier 10.

При по влении сигналов на выходе генератора 15-тактовых импульсов логарифмирующее устройство работает следующим образом.When signals appear at the generator output of 15-clock pulses, the logarithm operates as follows.

На врем действи сигнала переключатель 2 подключает источник входного напр жени через токозадающий резистор 1 к входу первого усилител 3, а ключевой элемент 11 размыкаетс Логарифмирующее устройство переводитс в режим преобразовани входного напр жени . При размыкании ключевого элемента 11 напр жение на накопительном конденсаторе 12 воздействует на регулирующий вход элемента 14 с управл емой проводимостью и поддерживает коэффициент передачи второго усилител 8 на уровне, определ емом выражением (2) .For the duration of the signal, the switch 2 connects the input voltage source through the current-setting resistor 1 to the input of the first amplifier 3, and the key element 11 is opened. The logarithmic device is switched to the input voltage conversion mode. When the key element 11 is opened, the voltage on the storage capacitor 12 acts on the regulating input of the element 14 with controlled conductivity and maintains the transmission coefficient of the second amplifier 8 at the level defined by expression (2).

Напр жение на входе второго усилител 8 в этом случае равноThe voltage at the input of the second amplifier 8 in this case is equal to

n (3) n (3)

где Ui..- напр жение на входе 16 логарифмирующего устройства; R - величина сопротивлени токозадающего резистора 1. Напр жение на выходе второго усилител 8 в этом режиме с учетом вырадений (1), (2) и ,(3) равноwhere Ui ..- is the input voltage 16 of the logarithm; R is the resistance value of the current-delivering resistor 1. The voltage at the output of the second amplifier 8 in this mode, taking into account expressions (1), (2) and, (3) is equal to

Uo Uo

АО и AO and

(4)(four)

t Iq-o, t Iq-o,

InIn

Claims

Claim

Logarithmic device containing first and second amplifiers, logarithmic and thermocompensating transistors, reference current source, differential amplifier, 15 current-sensing and scale resistors, reference voltage source, key element, storage capacitor and clock, the base of the logarithmic transistor is connected to the zero potential bus and the collector is connected to the inverting input of the first amplifier, the output of which is connected to the emitters of the logarithmic and thermocompensating t ranzistorov, the output of the reference current source is connected to the collector and the base of the thermocompensating transistor and to the non-inverting input of the second amplifier, between which the inverting input and the output include a scale resistor, the output of the second amplifier is the output of the logarithmic device and connected to the inverting input of the differential amplifier, to which the non-inverting input Reference voltage source, differential amplifier output through a key element connected to the first lining of the storage a capacitor, the second lining of which is connected to the zero potential bus, the output of the clock generator is connected to the control input of the key element, one output of the current-setting resistor is connected to the input of the logarithmic device, the non-inverting input of the first amplifier is connected to the zero potential bus, characterized in that, for the purpose of To improve the accuracy of operation, a switch, an additional source of exemplary current, and an element with controlled conductivity are introduced into it, and the output of the clock and pulse is connected to the control input of the switch, the movable contact of which is connected to the inverting input of the first amplifier, and the first and second fixed contacts of the switch are connected respectively to the output of an additional source of exemplary current and to the other output of the current-setting resistor, the first lining of the storage capacitor is connected to the control input of the element with controlled conductivity, the inverting input of the second amplifier through an element with controlled conductivity is connected to the zero bus potential of.