Ареасинусний перетворювач

1. Ареасинусний перетворювач, що включає підсилювач, вхід і вихід якого є входом і виходом перетворювача, і має вхід негативного зворотного зв'язку, який відрізняється тим, що введено перетворювач з характеристикою гіперболічного 3 14092 4 напругою каналу - U. Другий канал -такий, як і перетворювання взагалі є несиметричним, яке перший. Але його вхідним є опорний струм IO, а описується формулою (7). І доповнимо, що вихідною - опорна напруга симетричне перетворювання, характеристика якого складається з двох логарифмічних UO= Tln(IO/IS), (3) характеристик, є ареасинусним. Можна сказати, На виході обох каналів включено елемент що воно є двохстороннім логарифмічним, але віднімання, на виході якого, що є виходом перший термін є більш коректним і тому перетворювача, використовується у заявці. U=U-UO= Tln(I/IO). (4) Для двох електронно-дірочних переходів, що Коефіцієнт T (2) має стабільну пропорційну включені зустрічно-паралельно, характеристика залежність від температури. Залежність U від для струму дорівнює сумі двох характеристик: температури компенсують в компенсуючому колі, I1=IS[ехр(U/ T)-1], (9) яке базується на цієї ж залежності і включене на що є характеристикою одного переходу, виході перетворювача. зворотною до (5), і Приведені формули є приблизними і взяті з [2]. I2=IS[ехр(-U/ T)-1], (10) Більш точними були б: - другого переходу, записаною з урахуванням U= Tln(I/IS+1); (5) його включення відносно першого переходу. За UO= Tln(Io/IS+1); (6) результатом, сумою двох характеристик є U=U-UO= Tln[(I+IS)/(IO+IS)I+IS Tln(I/IO). (7) I=I1+I2=2ISsh(U/ T), (11) Останній, приблизний вираз (7) відповідає де sh(U/ T) - це гіперболічний синус аргументу умові U/ T. Функція, зворотна до гіперболічного синуса, є I IO IS, (8) функцією ареасинуса, що дорівнює що виконується також за формулами (1), (3), U= TArsh(I/2IS), (12) (4). де Arsh(I/2IS) - це ареасинус аргументу I/2IS. Зрештою, вхідним сигналом є струм I, а Метою винаходу є отримання характеристики вихідним - напруга, яка є пропорційною ln(I/IO), U= TArsh(I/IO) (13) або тобто є логарифмом відношення I до опорного струму IO. Позитивним для другого аналогу є те, U TArsh(I/IO), (14) що його логарифмічне перетворювання яка в сукупності є, по-перше, двохсторонньою описується приведеними вище формулами і є, (як в першому аналогу) і, по-друге, описується відповідно, більш точним, ніж за першим формулою (як у другому аналогу), тобто є аналогом. Логарифмічні пристрої, аналогічні до достатньо точною. Крім того, в ній, як і в (7), другого аналогу, за своєю точністю замість IS стоїть IO. Такою характеристикою і є використовуються навіть в аналогових характеристика перетворювача, що пропонується і обчислювальних машинах. розглянута нижче. У загальному випадку, може Недоліком другого аналогу є те, що бути як IS, так і IO. Формулам (13) і (14) перетворювання (стискування) сигналу є відповідають формули несиметричним, одностороннім. Тобто I=IOsh(U/ T); (15) стискуються позитивні значення сигналу, і сигнал, I IOsh(U/ T); (16) що перетворюється, має бути позитивним. перетворювача з характеристикою Згідно з викладеним, автором поставлено гіперболічного синуса, який включено в коло задачу - спираючись на другий аналог, як на зворотного зв'язку. Характеристика (14), як і (7), є прототип, запропонувати корисну модель приблизною, але це приближения, як і для другого перетворювача, який не мав би недоліків аналогів аналога, є більш точним, ніж для першого аналога, і забезпечував би, з одного боку, симетричне що не має математичного опису. перетворювання (стискування) сигналу з точністю, Перелік фігур: що відповідає, з другого боку, точності Фіг. 1. Показано структурну схему перетворювання на базі електронно-дірочних запропонованого перетворювача, де: переходів. ">" - підсилювач, що, крім основного, має вхід Згідно з поставленою задачею пропонується: для сигналу негативного зворотного 1. Ареасинусний перетворювач, що містить зв'язку, що позначений символом "-"; підсилювач, вхід і вихід якого є входом і виходом "sh" - це перетворювач з характеристикою перетворювача і має вхід негативного зворотного гіперболічного синуса. Перетворювач в цілому, що зв'язку, який відрізняється тим, що введено має в колі зворотного зв'язку перетворювач з перетворювач з характеристикою гіперболічного характеристикою гіперболічного синуса, відповідно синуса, вхід якого підключений до виходу до цього має ареасинусну характеристику, що підсилювача, а вихід - до входу негативного описується формулою (13) або (14). зворотного зв'язку підсилювача. Фіг. 2. Показано схему перетворювача з 2. Ареасинусний перетворювач за п. 1, який характеристикою гіперболічного синуса – згідно з відрізняється тим, що його перетворювачем з п. 2, що наведений вище. Його характеристика характеристикою гіперболічного синуса є відповідає формулі (16). Він є відомим як балансний каскад на двох транзисторах, емітери підсилювач, і його можна розцінювати як нове, за яких з'єднані і підключені до джерела постійного іншим призначенням, застосування відомого струму, бази є диференційним входом каскаду, а пристрою. колектори - диференційним виходом. Перетворювач на фіг. 2 являє собою По-перше, повторимо, що логарифмічне балансний каскад на двох транзисторах з 5 14092 6 емітерним зв'язком. Струм транзисторів задається відповідають позначенням I та U в формулах (11), джерелом постійного струму у колі емітерів, що ... (16). дорівнює 2IO=const, де IO - струм кожного Фіг. 3. Це конкретизація перетворювача на фіг. транзистора при відсутності сигналу. Вхідним 1 (так би мовити, одна з корисних моделей, що сигналом є грунтується на винаході), в якому використано операційний підсилювач (ОУ) та перетворювач за U= U1+ U2, (17) схемою на фіг. 2. Для перетворювача на фіг. 3 де U1, - U2 - це складові сумарного сигналу Uвих= U, (21) U, що є на вході кожного транзистора (- U2 - з де U - згідно з (20), а урахуванням знаку відносно до U1). А вихідними є I=(Iвх++Iвх-)(1+R/r)/2, (22) або диференційний сигнал струму, що дорівнює де R=R1=R2, r=R3=R4. 2 I і складається з двох складових I, - I кожного База транзистора VT1 підключена до виходу із транзисторів, або тільки одна з них. Останнє ОУ, а база транзистора VT2 - до "землі". Але вхід можливе тому, що складові I, - I за абсолютними перетворювача на транзисторах все рівно є значеннями дорівнюють одна одній. диференційним, бо його напругою є U, що Вказаний струм дорівнює прикладена до баз обох транзисторів (обидві бази 2 I=(IO+IS)[ехр( U1/ T) -ехр(- U2/( T)], (18) включені послідовно відносно "землі"), тобто звідки згідно з формулою (17). I IOsh( U1/ T), (19) Відомості, які підтверджують можливість де IO>>IS, як і за умови (8), і, крім того, U U1, здійснення корисної моделі. По-перше, U U2. Навіть, якщо мати на увазі те, що U U1, математичні викладки підтверджують принципову U U2, все рівно це приближення враховується можливість здійснення корисної моделі. По-друге, формулою (18) і воно є відомим. Характеристика пристрої, що зображені на фігурах, містять (19) є характеристикою гіперболічного синусу. А загальновідомі компоненти транзистори, для перетворювача в цілому операційний підсилювач, резистори, що додатково U= TАrsh( I/IO) (20) підтверджує можливість практичного здійснення - це характеристика ареасинусу (ареасинусна корисної моделі. характеристика). Позначення 2 I та U в формулах (17), ... (20) 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 14092 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601