Деление аналогового сигнала на ОУ

[AndreyVC]

Здравствуйте Господа форумчане
Суть проблемы такая: На работе, в одном из узлов прибора, который я делаю, требуется в реальном времени разделить два аналоговых сигнала друг на друга. Не долго думая, сделал на макете схему:



В схеме применяются транзисторы ГТ108В.

В схеме (в теории), сигналы А и В сначала логарифмируются, вычитаются и в конце експонируются. (Ln(A/В)=Ln(A)-Ln(B))
Проверял правильность логарифмирования и экспонирования путем подачи сигнала с логарифмирующего каскада напрямую в экспонирующий. Выходной сигнал в точности повторяет сигнал входной (в диапазоне +\- 1В).

Но, после ЕКСПОНИРОВАНИЯ разницы логарифмов, на деле, осциллограф рисует мне что-то вроде разницы входных сигналов, а не их частное.

Собственно, если кто-либо занимался подобными задачами, или просто имеет соображения по этому поводу, отпишитесь пожалуйста, в чем моя ошибка, и как Вы реализовывали это и в каких диапазонах входных напряжений.

P.S: Сам я больше на МК работаю, поэтому, в аналоговой технике не сильно подкован.

[Falconist]

Я так думаю, что проблема у Вас с вычитателем. По инвертирующему входу коэффициент усиления = 1, а по неинвертирующему = 2. Видимо, надо поставить дополнительный инвертирующий усилитель с Ку=1 для одного из каналов, а сумматор сделать тоже инвертирующим.

Алексенко, Коломбет, Стародуб "Применение прецизионных аналоговых микросхем".- 2-е изд.- М.: Радио и связь, 1985.- С. 105-108 (Сумматоры и вычитатели); С.108-115 (Аналоговые перемножители и делители). Схема оттуда.

P.S. Такие схемы на дискретных транзисторах очень термонестабильны. Надо ставить транзисторные сборки, чтобы все транзисторы были на одном кристалле.

[avp94]

Я так думаю, что проблема у Вас с вычитателем. По инвертирующему входу коэффициент усиления = 1, а по неинвертирующему = 2.

Там диф.усилитель с коэф.=1, так что чистая разность. Из Ln(B) вычитается Ln(A).

[Falconist]

Уважаемый avp94, то, что усилитель дифференциальный - я понял, но от формулы Ку неинвертирующего усилителя, в которой стоИт +1, никуда всё равно не деться. При равных сопротивлениях будет то, что Вы процитировали. Хучь стой, хучь падай.

Даже если я ошибся, это уточнение всё равно не существенно.

Или поставить перед одним из логирифмирующих усилителей инвертирующий каскад и сделать инвертирующий сумматор, или реализовать по приведенной мною схеме. В ней тоже перед одним из каналов стоит инвертор.

[Alex9797]

Какова максимальная частота сигналов, и какова допустимая погрешность?

P.S. И какой диапазон напряжений входных сигналов?

[avp94]

Даже если я ошибся, это уточнение всё равно не существенно.

А может и существенно, возможно AndreyVC желает иметь Ln(A)-Ln(B)

Или поставить перед одним из логирифмирующих усилителей инвертирующий каскад и сделать инвертирующий сумматор, или реализовать по приведенной мною схеме. В ней тоже перед одним из каналов стоит инвертор.

А с этим никто и не спорит.

Какова максимальная частота сигналов, и какова допустимая погрешность?

А какая разница, топик стартер, как он пишет: "Проверял правильность логарифмирования и экспонирования путем подачи сигнала с логарифмирующего каскада напрямую в экспонирующий. Выходной сигнал в точности повторяет сигнал входной (в диапазоне +\- 1В). " полагаю проверял работу на реально его интересующих сигналах.

[Alex9797]

Я так думаю, что проблема у Вас с вычитателем. По инвертирующему входу коэффициент усиления = 1, а по неинвертирующему = 2. Видимо, надо поставить дополнительный инвертирующий усилитель с Ку=1 для одного из каналов, а сумматор сделать тоже инвертирующим.

С усилителем все нормально. Он действительно вычисляет разность сигналов.
В неинвертирующем усилителе будет Ку=2, если подавать сигнал прямо на вход. Но в дифференциальном усилителе надо учитывать влияние резистора R6, который совместно с резистором R3 делит входной сигнал на 2. Таким образом, по обоим входам коэфф. равны 1 и -1 (учитывая, что сигнал подается на левые выводы R3 и R4.

P.S. Такие схемы на дискретных транзисторах очень термонестабильны. Надо ставить транзисторные сборки, чтобы все транзисторы были на одном кристалле.

+100%!
Или в термостат, чтобы температуры выровнять.

Но тут и другая бяка просматривается. На входе резисторы по 500 килоом. Таким образом полезный сигнал будет на уровне микротоков. Что для германиевых транзисторов - как мертвому припарка. Токи надо увеличить, хотя бы на порядок. А то сейчас рабочая точка на уровне тепловых шумов. Там не только логарифмическую, но и любую другую ВАХ можно найти.

Какова максимальная частота сигналов, и какова допустимая погрешность?

А какая разница

Разница может быть огромной, иначе не спрашивал бы.

[niXto]

Вообще-то у ОУ по прямому входу усиление +0.5, по инверсному -1. R6 надо убрать

[Alex9797]

Вообще-то у ОУ по прямому входу усиление +0.5, по инверсному -1. R6 надо убрать

Неожиданный ход!
А может не надо?

[avp94]

Неожиданный ход!
А может не надо?

+1
Может надо немного по схемотехнике почитать?