Логарифматор

С выхода перемножителя мы имеем сигнал 0 .10 В, который нам надо прологарифмировать. Для получения логарифмической характеристики усилителя необходимо иметь устройство с логарифмической характеристикой и включить его в цепь обратной связи (рис 2.6), такой характеристикой обладает полупроводниковый p-n-переход. Известно, что ток через полупроводниковый диод равен

(1.2)

Где I0 - ток утечки при небольшом обратном смещении (тепловой ток, возникающий в следствии тепловой генерации пар электрон - дырка; φТ - термический потенциал.

Рисунок 2.6 - схема логарифматора на ОУ.

Термический потенциал при Т=200 равен 26 мВ.

При U>>26 мВ имеем:

(1.3)

откуда найдем напряжение на выходе Uвых

(1.4)

Выходное напряжение схемы (рис 2.6) равно напряжению на диоде с обратным знаком (1.5).

(1.5)

Из (1.5) видно, что имеется два температурных эффекта, подлежащих компенсации: температурная чувствительность масштабного коэффициента φТ и температурная чувствительность постоянной составляющей φТln(I0).

По справочнику найдем диод, с малым обратным током. Диод типа КД520А, его параметры:

постоянное прямое напряжение Uпр, В…………1

постоянный обратный ток Iдо, мкА………… 1

Максимальный ток диода Iд max в цепи ОС, при котором влиянием его собственного сопротивления можно пренебречь, составляет 0,5 мА.

Сопротивление резистора R1 определяем из условия Uвх max/ R1 = Iд max, отсюда находим R1 = Uвх max / Iд max = 10/ 0,5× 10 = 20 кОм.

Найдем выходное напряжение

В

Но как нам известно натуральный логарифм от входного сигнала должен быть равен ln(10)=2.303. Для того что бы нам на выходе получить сигнал необходимой мощности будем использовать инвертирующий ОУ (рис 2.7).

Рисунок 2.7 - инвертирующий ОУ.

Коэффициент усиления ОУ

От куда примем Roc=14 кОм, R1=1 кОм, R2= Roc.

Таким образом получаем

для логарифмирующей схемы: R1=R2=20 кОм.

для усилителя: Roc=14 кОм; R1=1 кОм, R2=14 кОм.

На выходе схемы мы получим напряжение 0…2,3 В.

ОУ - К140УД14.

Испытания схемы приведены в приложение А.

Схема ПТН

Входной сигнал Х2 представляет собой постоянный ток 0 10 мА. Для его преобразования будем использовать схему ПТН на основе ОУ (рис 2.8). В данной схеме практически весь входной ток протекает через сопротивления обратной связи и выходное напряжение равно Uвых = - Iвх × Rос.

Рисунок 2.8 - схема преобразователя постоянного тока в напряжение.

Найдем сопротивление в цепи ОС, на выходе схемы нам надо получить максимальное напряжение в 1 В, тогда мы имеем:

Rос= Uвых/½Iвх½= 1/10=1 кОм.

Rос=1 кОм.

На выходе схемы получим, инвертированный сигнал, напряжением -1 .0 В.

Выберем ОУ типа К140УД14 с малым входным током.

Еще статьи по теме

Передача импульсного сигнала через полосковую линию
В устройствах автоматики и цифровой техники для обработки управляющих сигналов используются прямоугольные импульсы. Учитывая тот факт, что практически любая электрическая цепь содержит реактивные элементы, параметры которых з ...

Развитие оптимального метода линейного оценивания различных числовых характеристик полезных сигналов в классе ФФС
При разработке перспективных и оптимизации существующих информационно-измерительных систем (ИИС) различного назначения, широко используемых в гражданских и военных сферах, особое внимание уделяется вопросам оптимизации обрабо ...

Главное меню

© 2020 / www.techsolid.ru