Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

 

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, триггер, элемент И, счетчик результата, генератор тактовых импульсов, два накопительных конденсатора и три ключа, выход источника опорного напряжения подключен к информационному входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу компаратора и через первьй накопительный конденсатор - к общей шине преобразователя, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходам генератора тактовых импульсов и триггера, выход элемента И подкгаочен к входу счетчика результата, отличающийс я тем, что, с целью повьнпения точности , в него введены инвертор и одновибратор , вход которого подключен к выходу компаратора, выход одновибратора подключен к входу триггера и к управляющему входу первого ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему вхйду второго ключа и через инвертор к управляющему входу третьего ключа, информационный вход третьего ключа и выход сл второго ключа объединены и через второй накопительный конденсатор подключены к общей шине преобразователя, выход третьего ключа подключен к общей шине преобразователя, информационный вход второго ключа подключен к первому входу компаратора, второй СП вход которого является входом преобNj разователя . сл сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(я) С 06 С 7/24

11 4

1Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3274426/18-24 (22) 13. 04.81 (46) 23. 05.85, Bren. _#_ 19 (72) В. Б.Дудыкевич; 3.P.Èû÷óäà и В.И,Нечепоренко (71} Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 681,335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 669484, кл. Н 03 K 13/02 1979.

2, Патент Великобритании У 1421736, кл. G 4 G, опублнк. 1976 (прототип). (54) (57} ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, триггер, элемент И, счетчик результата, генератор тактовых импульсов, два накопительных конденсатора и три ключа, выход источника опорного напряжения подключен к информационному входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу компаратора и через первый накопительный конденсатор - к общей.

„„SU„„1151551 A шине преобразователя, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходам генератора тактовых импульсов и триггера, выход элемента И подключен к входу счетчи» ка результата, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены инвертор и одновибратор, вход которого подключен к выходу компаратора, выход одновибратора подключен к входу триггера н к управляющему входу первого ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу второго ключа и через инвертор к управляющему входу третьего ключа, информационный вход третьего ключа и выход второго ключа объединены и через вто-. рой накопительный конденсатор подклю чены к общей шине преобразователя, выход третьего ключа подключен к общей шине преобразователя, информационный вход второго ключа подключен к первому входу компаратора, второй вход которого является входом преобразователя.

7551 2 ле (2) .

Ьк

"о

1 115

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычислительной техники, Известен логарифмический аналогоцифровой преобразователь, содержащий конденсатор, ключи, компаратор и блок регистрации «1 J.

Однако это устройство имеет недостаточную точность, поскольку лога-1О рифм определяется по длительности - времени разряда конденсатора где R и С - сопротивление разрядной цепи и емкость конденсатора,.

0э„- входное напряжение;

U0 — опорное напряжение.

Погрешность преобразования, определенная с. учетом выражения (1), имеет вид

25 н.с где У вЂ” относительная пограшность

R сопротивления разрядной цепи; с с — относительная погрешность емкости конденсатора; р - относительная погрешность от несинхронности импульсов генератора образцовой частоты блока регистрации и им- 35 пульсов компаратора, возникающая при измерении длительности времени разряда конденсатора Ф.

Наиболее близким по технической 40 сущности к изобретению является логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый накопительный конденсатор, включенный между общей шиной преобразователя и пер-<5 вым входом компаратора, подключенным через первый ключ к источнику опорного напряжения, второй накопительный конденсатор, второй и третий ключи и блок регистрации, выполненный, например, в виде элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и триггера и выход ко торого подключен к счетчику результата (2 ).

Однако известный преобразователь имеет также относительно большую погрешность преобразования, которая может быть определена по формуЦель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, триггер, элемент И, счетчик результата, генератор тактовых импульсов, два накопительных конденсатора и три ключа, выход источника опорного напряжения подключен к информационному входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу компаратора .и через первый накопительный конденсатор — к общей шине преобразователя, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходам генератора тактовых импульсов и триггера, выход элемента И подключен к входу счетчика результата, введены инвертор и одновибратор, вход кото" рого подключен к выходу компаратора, выход одновибратора подключен к входу триггера и к управляющему входу первого ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу второго ключа и через инвертор к управляющему входу третьего ключа, информационный вход третьего ключа и выход второго ключа объединены и через второй накопительный конденсатор подключены к общей шине преобразователя, выход третьего ключа подключен к общей шине преобразователя, информационный вход второго ключа подключен к первому входу компаратора, второй вход которого является входом устройства. На чертеже приведена функциональная схема лога" рифмического аналого-цифрового пре.образователя.

Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, инвертор 2, ключ 3, накопительный конденсатор 4, ключ 5, накопительный конденсатор 6, ключ 7, компаратор 8, одновибратор

9, триггер 10, элемент И 11 счетчик

12 результата,. причем генератор 1 тактовых импульсов, триггер 1О, элемент И 11 и счетчик 12 результата образуют блок регистрации.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

3 1157

При включении преобразователя на выходе компаратора Ь появляется импульс, поскольку накопительный конденсатор 6 не заряжен и напряжение на первом входе компаратора меньше, чем напряжение на втором входе компаратора, т. е. входное напряжение Оз„Импульс компаратора 8 запускает одновибратор 9, выходной импульс которого включает ключ 7 и опрокидыва- 1р ет триггер 10 в состояние логической единицы на его выходе. Через замкнутый ключ 7 накопительный конденсатор 6 заряжается до уровня напряжения, равного номинальному значению напряжения источника опорного напряжения U . После окончания импульса одновибратора ключ 7 размыкается и пришедший импульс генератора 1 замыкает ключ 5, подключающий накопитель-2 ный конденсатор 4 к накопительному конденсатору 6. Накопительный конденсатор 4 отбирает часть заряда накопительного конденсатора 6 и напряжение на последнем понижается. В паузе между импульсами генератора ключ 5 разомкнут, а ключ 3 замкнут, в результате чего напряжение на накопительном конденсаторе 4 убывает и последний разряжается. Следующий

30 импульс генератора 1 опять приводит к, замыканию ключа 5 и дальнейшему понижению напряжения на накопительном конденсаторе 6. Напряжение на накопи тельном конденсаторе 6 дискретно убы вает:

Сб 2 х Б) где дс — относительная погрешность емкости накопительного кон. денсатора 6;

< — относительная погрешность суммы емкостей накопительных конденсаторов 6 и 4.

Так как емкость накопительного конденсатора 4, являющегося дозирующим, намного меньше емкости накопительного конденсатора 6, то относительная погрешность суммы d"g равна дс и погрешность логарифма д равна йулю.

Следовательно, в предлагаемом лагарифмическом аналого-цифровом преобразователе исключено влияние нестабильностей разрядной цепи конденсатора и несинхронности генератора импуль-. сов образцовой частоты и компаратора, -s результате чего существенно повыше;на точность преобразования. где Об — напряжение на накопительном конденсаторе 6 после воз- 4р действия 1 -го импульса генератора 1, с

c. +c

С вЂ” емкость накопительного конденсатора 4;

Сб - емкость накопительного конденсатора 6 °

Когда напряжение на накопительном конденсаторе 6 станет равным или

551 4 меньшим входного напряжения, срабатьвает компаратор 8 и запускается олн»вибратор 9, который опять замыкает ключ 7 и опрокидывает триггер 10.

Далее процесс заряда-разряда накопительного конденсатора 6 периодически повторяется. Количество импульсов генератора 1, поступившее на счетчик 12 за время, равное длительности импульса триггера 10, равно т. е. пропорционально логарифму вход" ного напряжения U Ä.

Поскольку в предлагаемом преобразователе срабатывания компаратора происходят синхронно с импульсами генератора 1, то в нем исключена ошибка от несинхронности. Поэтому погрешность преобразования определяется лишь погрешностью логарифма 1о (..

А как известно, абсолютная погрешность логарифма равна относительной погрешности его аргумента, т.е. в данном случае относительной погрешности Р, 1157551

Составитель Т.Сапунова

Техред Ж. Кастелевич Корректор О, Билак

Редактор H.Бобкова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3373/48 Тираж 710 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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