Устройство для определения логарифма отношения двух напряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее модулятор, входы которого являются первым и вторым входами устройства , выход модулятора подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключены первый вывод разрядного резистора и первая обкладка накопительного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, генератор счетных импульсов, выход которого через первый ключ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входу модулятора и к первому входу триггера, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с управляющим входом реверсивного счетчика, второй ключ, отличающе е с я тем,что. с целью повышения быстродействия, в него введены элемент НЕ, коммутатор, выходной регистр, третий и четвертый ключи и дополнительные накопительньгй конденсатор и разрядный резистор, причем выход модулятора соединен с первой обкладкой дополнительного накопительного конденсатора и с первым выводом дополнительного разрядного резистора, второй вывод которого через третий ключ подключен к шине нулевого потенциала, вторая обкладка дополнительного накопительного конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, второй вывод разрядного резистора через четвертый ключ соедиIS нен с шиной нулевого потенциала,пер (Л вый вывод разрядного резистора через второй ключ соединен с выходом операционного усилителя, с вторым входом триггера, с входом элемента НЕ и с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, выход коммутатора соединен с дополнительным управляюш 1м со to входом первого ключа, первый выход генератора тактовых импульсов соеди4i нен с управляющими входами второго, третьего и четвертого ключей, выход CD триггера подключен к входу установки режима реверсивного счетчика, к управляющему входу коммутатора и к дополнительным управляющим входам третьего и четвертого ключей, выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом выходного регистра , тактовый вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5D G 06 С 7/2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3532685/ 18-24 (22) 27.12.82 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) В.Б.Вершевский, Б.M.Âîðîíèí, Д.Е.Житников и О.Н.Яковлев (71) Научно-техническое объединение

АН СССР (53) 681.335(088.8) (56) 1. Жилинскас Р-П.П. Измерители отношения и их применение в радиоизмсрительной технике. M. "Сов.радио, 1975, с. 158-162, рис.4.37.

2. Авторское свидетельство СССР

М 401891, кл. С 06 G 7/24, 1971 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛОГАРИФМА ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее модулятор, входы которого являются первым и вторым входами устройства, выход модулятора подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключены первый вывод разрядного резистора и первая обкладка накопительного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, генератор счетных импульсов, выход которого через первый ключ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, генератор тактовых-импульсов, первый выход ко- торого подключен к управляющему входу модулятора и к первому входу триггера, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с управляющим входом реверсивного счетчика, второй ключ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, ÄSUÄÄ 1103249 A с целью повышения быстродействия, в него введены элемент НЕ, коммутатор, выходной регистр, третий и четвертый ключи и дополнительные накопительный конденсатор и разрядный резистор, причем выход модулятора соединен с первой обкладкой дополнительного накопительного конденсатора и с первым выводом дополнительного разрядного резистора, второй вывод которого через третий ключ подключен к шине нулевого потенциала, вторая обкладка дополнительного накопительного конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, второй вывод разрядного резистора через четвертый ключ соединен с шиной нулевого потенциала,первый вывод разрядного резистора через второй ключ соединен с выходом операционного усилителя, с вторым входом триггера, с входом элемента НЕ и с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу элемента HE выход коммутатора соединен с дополнительным управляющим входом первого ключа, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами второго, третьего и четвертого ключей, выход триггера подключен к входу установки режима реверсивного счетчика, к управляющему входу коммутатора и к дополнительным управляющим входам третьего и четвертого ключей, выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом выходного регистра, тактовый вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов.

1 1103

Изобретение относится к устройствам с логарифмической амплитудной характеристикой и может быть исполь— зовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее делители напряжения, схему сравнения, ключи, .«сточники опорного напряжения (1 ).

Однако такое устройство характеризуется низким быстродействием.

Наиболее близким к предложенному является устройство для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее генератор импульсов, выход которого через ключ подключен к счет-. ному входу реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с входом блока выделения нулевого состояния счетчика, выход которого подключен к входу сброса реверсивного счетчика и к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с вторым выходом реверсивного счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с первым входом триггера и с управляющим входом модулятора, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к управляющим входам ключа и дополнительного ключа, формирователь экспоненциального напряжения, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения и через допол.нительный ключ с выходом источника опорного напряжения f2 ).

Недостатком устройства является

40 невысокое быстродействие из-за наличия четырех циклов определения логарифма отношения двух сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель. достигается тем, что в устройство для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее модулятор, входы которого являются первым и вторым входами устройства, вьг«од модулятора подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключены первый вывод разрядного резистора и первая обкладка накопительного конденсатора вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, генератор счетных импульсов, выход которого через

249 2 первый ключ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входу модулятора и к первому входу триггера, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с управляющим входом реверсивного счетчика, второй ключ, введены элемент НЕ, коммутатор, выходной регистр, третий и четвертый ключи и дополнительные накопительный конденсатор и разрядный резистор, причем выход модулятора соединен с первой обкладкой дополнительного накопительного конденсатора и с первым выводом дополнительного разрядного резистора, второй вывод которого через третий ключ подключен к шине нулевого потенциала, вторая обкладка дополнительного накопительного конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, второй вывод разрядного резистора через четвертый ключ соединен с шиной нулевого потенциала, первый вывод разрядного резистора через второй ключ соединен с выходом операционного усилителя, с вторым входом триггера, с входом элемента НЕ и с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, выход коммутатора соединен с дополнительным управляющим входом первого ключа, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами второго, третьего и четвертого ключей, выход триггера подключен к входу установки режима реверсивного счетчика, к управляющему входу коммутатора и к дополнительным управляющим входам третьего и четвертого ключей, выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом выходного регистра, тактовый вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов.

На чертеже «представ««ена функциональная схема предложенног0 устройства для определения логарифма отношения двух напряжений.

Устройство содержит модулятор 1, операционный усилитель 2, накопительный. конденсатор 3, дополнительный накопительный конденсатор 4, разрядный резистор 5, дополнительный разрядный резистор 6, первый — четвертый ключи

7-10, триггер 11, элемент НЕ 12, коммутатор 13, генератор 14 счетных импульсов, реверсивный счетчик 15, з 1103 генератор 16 тактовых импульсов, выходной регистр 17, шину 18 нулевого потенциала, первый 19 и второй 20 входы.

Устройство для определения логарифма отношения двух напряжений работает следующим образом.

При первом тактовом импульсе генератора 16 тактовых импульсов модулятор 1 подключает напряжение с первого входа 19 к входу операционного усилителя 2, замыкается второй ключ

8. Операционньй усилитель 2 работает в режиме повторителя напряжения, и накопительный конденсатор 3 и дополнительный накопительный конденсатор 4 заряжаются,до ееличины напряжения с первого входа 19.

При поступлении второго тактового импульса модулятор 1 подключает к операционному усилителю 2 напряжение с второго входа 20, второй ключ 8 размыкается. Дополнительный накопительный конденсатор 4 перезаряжается до величины напряжения с второго входа 20, а на накопительном конденсато25 ре 3 запоминается напряжение с первого входа 19. Операционный усилитель

2 работает в рея .ме компаратора и его выходное напряжение положительно при напряжении на втором входе 20 большем напряжения на первом входе 19, выходное напряжение операционного усилителя 2 отрицательно при напряжении на первом входе 19 большем напря- жения на втором входе 20. B первом и 35 втором тактах третий и четвертый ключи 9 и IO разомкнуты.

В конце второго такта состояние операционного усилителя 2 записывается в триггер 11, выходное напряжение 4О которого устанавливает реверсивный счетчик 15 в режим сложения, подготавливает к замыканию четвертый ключ 10 и через элемент НЕ 12 и коммутатор

13 — первый ключ 7, если напряжение 45 на первом входе 19 больше напряжения на втором входе 20. Если напряжение на втором входе 20 больше напряжения на первом входе 19, выходное напряжение триггера 11 устанавливает ре- 50 версивный счетчик 15 в режим вычитания, подготавливает к замыканию третий ключ 9 и через коммутатор 13 первый ключ 7.

При поступлении третьего тактового импульса модулятор 1 отключает напряжения с первого 19 и второго 20 входов от входа операционного усилиО„

N=f, Ь

2! (11 где fp — частота счетных импульсов, — постоянная времени цепи разряда, U<,U2 — напряжения соответственно на первом 19 и втором 20 входах.

При напряжении на втором входе

20,большем напряжения на первом входе

19, в реверсивном счетчике накапливается число импульсов

- P„ (21

При этом реверсивный счетчик 15 работает в режиме вычитания, и результат измерения фиксируется в обратном коде.

В конце такта результат отсчета записывается из реверсивного счетчика 15 в выходной регистр 17, а счетчик устанавливается в исходное состояние.

Длительность первых двух тактов, определяемая постоянной заряда накопительных конденсаторов 3 и 4, может быть установлена значительно меньше длительности третьего такта, которая обусловлена постоянной цепей разряда и динамическим диапазоном входных напряжений. Следовательно, длительность преобразования определяется длительностью третьего такта.

249 4 теля 2, третий ключ 9 или четвертый ключ 10 замыкается и начинается экспоненциальный разряд соответствующего накопительного конденсатора.

Одновременно третий тактовый импульс замыкает первый ключ 7, и импульсы с выхода генератора 14 счетных импульсов поступают на вход реверсивного счетчика 15.

В момент равенства напряжений на накопительных конденсаторах 3 и 4 выходной импульс операционного усилителя 2 размыкает первый ключ 7 через элемент НЕ 12 и коммутатор 13 при напряжении на первом входе 19 более высоком, чем на втором входе 20, или через коммутатор 13 при напряжении на втором входе 20 более высоком, чем на первом входе 19.

При напряжении на первом входе

19, большем напряжения на втором входе

20, в реверсивном счетчике 15 накапливается число импульсов

1103249

Составитель 0.0траднов

Редактор Л.Веселовская Техред Т,фанта

Корректор,ф. Тяско

Заказ 5030/38 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предложенное устройство для определения логарифма отношения двух напряжений обладает более высоким быстродействием.