Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной техники. Целью изобретения является повышение быстродействия, что достигается за счет изменения коэффициента передепи регулируемого масштабного преобразователя 16 по показательному закону с Г и позволяет реализовать метод поразрядного преобразования, результаты которого отражаются в введенном регистре результата 5. 3 ил.

CCNO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<,„4 С 06 G 7/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"йб

Ъ у 1., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3978657/24-24 (22) 19.11.85 (46) 07. 10.88. Бюл. 9 37 (71) Львовский политехнический институт (72) 3.P.Ìû÷óäà и Н.В.Яворский (53) 681.3 (088.8) (56) Патент Великобритании

Ф 1421736, кл. С 4 G, опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1382253, кл. G 06 G 7/24, 1984. (54) ЛОГАРИФИИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

„„SU„„1429136 А1 (57) Изобретение относится к области автоматики ивычислительной техники и может бытьиспольэовано вустройствах информационно-измерительной техники.

Целью изобретения является повышение быстродействия, что достигается эа счет изменения коэффициента передачи регулируемого масштабного преобразователя 16 по показательному закону

Н Р и позволяет реализовать метод поразрядного преобразования, результаты которого отражаются в введенном регистре результата 5. 3 ил.

1429136

После окончания импульса одновибратора 3 первый импульс генератора 1 переключает счетчик 7 и дешифратор

17, подключает через коммутатор 19 45 первый вход масштабирующего усилителя

20 к выходу буфферного усилителя 18, который повторяет уровень напряжения, записанный на конденсаторе 14. Коэффициенты передачи напряжения К по 50 входам масштабирующего усилителя 20 выбраны согласно формуле

- номер входа масштабирующего усилителя 20, i=1,2,3; — номинальное значение выходного сигнала; где i

Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике и может быть использовано в устройствам ин-! !

ôîðìàöèîHHo"èçìåðèòåëüíîé техники.

1 ель изобретения - повышение быст5 родействия.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого логарифмического аналого-цифрового преобраз6вателя, на фиг,2 — эпюра выходного напряжения ! масштабирующего усилителя; на фиг.3— таблица значений выходного напряжения масштабирующего усилителя„ соот-. вехствующих приведенной эпюре.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь (фиг, 1) содержит ге нератор 1 тактовых импульсов, элемент

И 2, одновибратор 3, блок 4 формиро вания показательной функции, регистр 5 результата, компаратор 6, счетчик 7, причем блок 4 формирования показа1 тельной функции содержит триггер 8, ; пять ключей 9-13, два накапливающих

:конденсатора 14 и 15, регулируемый масштабный преобразователь 16, выполненный на дешифраторе 17, буферном усилителе 18, коммутаторе 19 и масштабном усилителе 20, информационный вход 21 преобразователя, вход 22 запуска преобразователя.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

По сигналу "Пуск" опновибратор 3 вырабатывает импульс, который замыка"35 ет ключ 9, обнуляет счетчик 7 и ререгистр 5 результата, устанавливает на прямом выходе триггера 8 уровень логической единицы, =которым замыкаются ключи 10 и 12.

40 постоянная величина, < 1 (выбор величины определяется требуемой точностью) .

Следовательно, после первого импульса генератора 1 на выходе масштабного усилителя 20 напряжение

U, =U.F

Это напряжение сравнивается компаратором 6 с входным сигналом U „ .

Второй импульс генератора 1 записывает состояние выхода компаратора 6 в регистре 5 результата, в старшем разряде регистра. В зависимости от состояния компаратора 6 элемент И 2 разрешает или запрещает переключение триггера 8 и тем самым переключение ключей 10, 12 и 11, 13.

Если напряжение на выходе масштабирующего усилителя 20 U > У,, то ьх на выходе компаратора имеется уровень логической единицы, Тогда элемент.

И 2 разрешает переключение триггера

8 и второй импульс генератора 1 опрокидывает триггер 8 и ключи 10 и 12 размыкаются, а ключи 11 и 13 замыкаются. Этот же импульс .генератора 1 изменяет состояние счетчика 7 и дешифратор 17 подключает посредством коммутатора 19 второй вход масштабного усилителя 20 к выходу буферного усилителя 18.

Допустим, что после первого импульса генератора 1 напряжение на выходе масштабного усилителя 20 U1gvz„ .

Тогда на выходе компаратора 6 имеется уровень логического нуля, запрещающий прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 2. Поэтому второй импульс генератора 1 записывает в старший разряд регистра 5 результата нуль, подключает к выходу буферного усилителя 9 второй вход масштабного усилителя 20, обеспечивающий коэффициент передачи (. По»

М/ скольку состояние триггера 8 при этом не изменилось, то ключи 10 и 12 и далее остаются замкнутыми. Следовательно, к входу буферного усилителя

19 подводится напряжение U, записанное на конденсаторе 14, а на выходе масштабного усилителя 20 напряжение

V,= U,(, Это напряжение записывается через ключ 12 на втором конденсаторе 15 и сравнивается компаратором 6 с входным U> . Если Б ) У „, то на выходе компаратора 6 имеется уровень логической единицы, который разрешает

1429136 прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 2. Поэтому третий импульс генератора 1 записывает единицу в следующий разряд регистра 5 результата, подключает к выходу бу5 ферного усилителя третий вход масштабного усилителя 20 и переключает триггер 8. Последний размыкает ключи

10 и 12 и включает ключи 11 и 13.

Следовательно, к входу буферного усилителя 18 подведено напряжение U ,н

0o (, снимаемое с второго кбнденсатора 15, а выходное напряжение масштабного усилителя 20 15

М

U У (те. Ц =0 ;

После поступления и импульсов генератора 1 на счетчик 7 напряжение на выходе масштабного усилителя 20 4. о -1 э где А; — коэффициент, принимающий к в каждом i"òàêòå преобразо- 25 вания значение "1" или "0" в зависимости от состояния компаратора 6 "1" или "0" соответственно.

При этом в регистре 5 результата записано число (двоичное)

- e .4

Ф с=1 пропорциональное логарифму входного напряжения 35

U 6K

L = — — log — —.

logf U, Изменение напряжения на выходе масштабного усилителя 20 в процессе преобразования показано на фиг.2.

По оси ординат Отложены напряжения

U U „ U; в i-такте преобразования, а по оси абсцисс отложены такты преобразования с первого по седьмой. На фиг.3 приведена таблица значений напряжений U, на выходе масштабного усилителя 20, . соответствующих эпюре.

Как видно из эпюры (фиг ° 2), напря- 50 жение на выходе масштабного усилителя 20 в 1,3 и 5 тактах преобразования

U i Б6 и 06 меньше входного U6„ .

Следовательно; этим тактам соответствует нулевое состояние выхода компаратора 6, коэффициент А также равен нулю и поэтому. в выходном напряжении масштабного усилителя 20, приведенном в таблице для семи тактов преобразования, отсутствуют составляющие

1 /9 "/31 и F, соответствующие коэффициентам передачи масштабного усилителя 20 по 1,3 и 5-м входам.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь существенно повышает быстродействие, поскольку изменение коэффициен а передачи регулируемого масштабного преобразования 16 по пои/ казательному закону g позволило реализовать метод поразрядного преоб-разования. формулаизобретения

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий компаратор, подключенный первым входом к информационному входу преобразователя, а вторым входом соединенный с выходом блока формирования показательной функции, содер ащего регулируемый масштабный преобразователь, пять ключей, два накопительных конденсатора и триггер, вход установки в "1" которого соединен с управляющим входом первого ключа, подключенного к входу запуска блока формирования, соединенного с входом одновибратора, вход задания опорного напряжения блока формирования показательной функции подключен к информационному входу первого ключа, выход которого объединен с информационным входом второго ключа и выходом третьего ключа и через первый накопительный конденсатор подключен к шине нулевого -потенциала, выход четвертого ключа объединен с информационным входом пятого ключа и через второй накопительный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выходы второго и пятого ключей Объединены и подключены к информационному входу регулируемого масштабного преобразователя, информационные входы третьего и четвертого ключей объединены, соединены с выхоВ дом блока формирования показательной функции и подключены к выходу регулируемого масштабного преобразовате ля, управляющие входы второго и четвертого ключей объединены и подключены к прямому выходу триггера,управляющие входи третьего и пятого ключей объединены и подключены к инверсному выходу триггера, счетный вход которого соединен с тактовым входом блока, r

5 14291 фоРмирования показательной функции, элемент И, вход которого подключен

1 к, выходу генератора тактовых импульс в, счетчик, отличающийci я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введен регистр

РФзультата, соединенный тактовым входом с выходом генератора тактовых ийпульсов и счетным входом счетчика, 1О в ход которого подключен к управлявшему входу регулируемого масштабного

I ! ! Ц а

36 преобразователя блока формирования показательной функции, вход обнуления счетчика подключен к выходу одновнбратора и входу обнуления регистра результата, соединенного информационным входом с выходом компаратора и вторым входом элемента И, выход которого подключен к тактовому входу блока формирования показательной функции, вход одновибратора соединен с входом запуска преобразователя.

Такты арео фаза1пния

Фиг, Р

1429136

Составитель Н.Фирсов

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук

Корректор М Демчик

Заказ 5128!47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. р о о л. П оектная, 4