Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Логарифмический аналогоцифровой преобразователь содержит два компаратора 1 и 7, генератор 2 эталонного экспоненциального напряжения, два триггера 3 и 8, элемент И 4, генератор 5 импульсов, выходной счетчик 6, формирователь 9 импульса сброса и элемент 10 задержки. Работа устройства основана на нелинейном преобразовании входного напряжения в интервал времени, который заполняется равномерно следующими импульсами опорной частоты. Повышение точности достигается за счет уменьшения вероятности прохождения ложных импульсов на выходной счетчик. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 06 С 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Sx.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4247130/24-24 (22) 18.06.87 (46) 23.10.89. Бюл.Р 39 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова (72) И.А.Рубинштейн (53) 681.335(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

У 580559, кл. G 06 G 7/24, 1975.

Патент СНА Р 3678505, кл. 340-347, опублик. 1972. (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике. Цель изобретения — повышение

„„SU„„1517045 А 1

2 точности преобразования, Логарифмический аналого-цифровой преобразователь содержит два компаратора 1 и 7, генератор 2 эталонного экспоненциального напряжения, два триггера 3 и 8, элемент И 4, генератор 5 импульсов, выходной счетчик 6, формирователь 9 импульса сброса и элемент 10 задержки. Работа устройства основана на нелинейном преобразовании входного напряжения в интервал времени, который заполняется равномерно следующими импульсами опорной частоты. Повышение точности достигается эа счет уменьшения вероятности прохождения ложных импульсов на выходной счетчик. 3 ил.

1517045

Изобретение относится к Области автоматики, вычислительной и измерительной техники, в частности к устройствам логарифмического преобразова5 ния электрических сигналов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На фиг,1 изображена блок-схема логарифмического аналого-цифрового преобразователя; на фиг.2 — Временные ,диаграммы его работы; на фиг.3 схема генератора импульсов.

Логарифмический преобразователь (фиг.1) содержит первый компаратор 1, 15 генератор 2 эталонного экспоненциального нагряжения, первый триггер 3, элемент И 4, генератор 5 импульсов, выходной счетчик 6, второй компаратор

7, второй триггер 8, формйрователь 9 импульса сброса, элемент 10 задержки, стабилизатор 11 исходного уровня с восстановлением постоянной составляющей, источник 12 опорного напряжения.

Генератор импульсов (фиг.3) содер- 25 жит элемент И-НЕ 13, инверторы 14 и

15, согласующие резисторы 16 и 17, элемент 18 задержки.

В исходном положении состояние элементов устройства следуюЩее . на выходе генератора 2 с помощью стабилизатора 1 . поддерживается низкое и стабильное исходное напряжение.

Оба компаратора 1 и 7 находятся

В состоянии "1", так как на вторые

35 входы их поданы более высокие напряжения (изменяемое и опорное), чем на первые (исходное напряжение генератора 2). Измеряемое напряжение больше опорного, а опорное больше исходного напряжения генератора 2.

Оба триггера 3 и 8 находятся в coròoянин "О". Генератор 5 заперт уровнем

"0 ", поступающим на его стробирующий

Вход с прямОге ВыхОдя триггера 8 45 а элемент И 4 открыт уровнем "1", поступающим на него с инверсного выхода триггера 3. Счетчик 6 сброшен.

Работа устройства начинается с поступлением импульса "Пуск" на

50 вход генератора 2. Генератор 2 начинает вырабатывать экспоненциальное напряжение, нарастающее по закону, &)7

6JIH3Ko к U „х e, rpe U ucx исходное напряжение генератора 2, 55 постоянная времени. В момент времени, когда экспоненциальное напряжение превысит опорное (см. временные диаграммы на фиг.2), компаратер 7 перейдет в состояние "0" и установит в "1" триггер 8, который

Откроет генератор 5. На выходе генератора 5 первый кодовьй импульс появится сразу же за изменением состояния триг— гера S ч О обусловлено выбранной схемой генератора (фиг.3). Когда на первом входе элемента И-HE 13 уровень

"0", на иых оде инвертера 14, который является выходом генератора импульсов, тоже О, а на втором входе элемента

И-НЕ 13 уровень "1" (инверсия выхода генератора через элемент 18 задержки и инвертор 15). Как только на первый вход элемента И-НЕ 13 поступает "1" (сработает триггер 8 устройства), эта 1" появится на выходе генератора 5, т.е. начнется формирование первого выходного импульса. Из вышесказангnro ясно, что в устройстве пачка импульсов появляется синхронно со срабатыванием компаратора 7.

Пачка импульсов через открытый элемент И 4 проходит на счетчик 6.

В момент времени, когда экспоненциальное напряжение превысит измерямое, компар гор 1 перейдет в состояни- "0" и,становит в "1" триггер 3, который закроет элемент И 4. Прохождение пачки импульсов на счетчик 6 прекратится, Формирователь 9 импульса сброса -чыработает импульс, который вернат в исходное состояние генератор 2, у;тановит в "О" триггер 8 и с ча, ержкой установит в "0" триггер

3. Рырабетка импульсов генератором

5 прекратится, Однако из-за инерционности элементов генератора 5 еще один импульс может быть выработан. Чтобы этот импульс не попал на счетчик 6, возврат триггера 8 в состояние "0" производится с задержкой. Преобразование закончено. Чем меньше измеряемое напряжение, тем меньше время преобразования, При этом минимальная длительность пачки импульсов в устройстве определяется временем установления одного из уровней "1" или "0" триггера 3.

Начало пачки определяется моментом, когда триггер 8 после срабатывания ксмпаратера 7 откроет генератор 5, а скончание пачки — моментом, когда триггер 3 закроет элемент И 4 после срабатывания компаратора 1.

То обстоятельство, что все элементы устройства кроме счетчика срабатываются до или одновременно с переда5 151/04 чей кода, тоже ведет к сокращению цикла преобразований.

Дополнительное улучшение характеристик устройства достигается введением в него стабилизатора ll. Сам по

5 себе генератор эталонного напряжения обладает заметной нестабильностью исходного уровня вследствие изменения температуры и питающих напряжений (например, 20мВ). Поэтому исходный уровень и опорное напряжение должны быть выбраны больше этой нестабильности (например, 40 и 60 мВ), .чтобы исходный уровень под влиянием нестабильности не превысил опорное напряжение, но и не приблизился к нулю. Введение стабилизатора 11 понижает нестабильность более чем на порядок и позволяет снизить исходный уровень и опорное 20 напряжение (например, до 10 и 15 мБ соответственно).

Фор мул аиэобретени я

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий выходной счетчик, подключенный счетным входом к выходу элемента И, соединенного первым входом с выходом генератора 3р импульсов, а вторым входом — с инверс5 6 ным выходом первого триггера, второй триггер, подключенный входом обнуления к выходу формирования импульса сброса генератора эталонного экспоненциального напряжения, вход запуска которого является входом запуска преобразователя, а выход соединен с первыми входами двух компараторов, первьп из которых подключен вторым входом к входу аргумента преобразователя, а второй компаратор соединен вторым входом с шиной задания опорного напряжения, а выходом — с входом установки в "1" второго триггера, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования ° в него дополнительно введен элемент задержки, а первый триггер выполнен в виде I-K-триггера, причем элемент задержки подключен входом к выходу

Формирователя импульса сброса, а выходом — к входу обнуления первого триггера, соединенного синхронизирующим входом к выходам первого компаратора, I-входом — к прямым выходам второго триггера и стробирующим входам генератора импульсов, К-входом — с инверсным выходом второго триггера, а прямым выходом — с входом формирователя импульсов ráðîñà.

1517045

/Х.

Фиг.д

Составитель С, Казанов

Техред Д.Олийнык Корректор М.Шароши

Редактор B.Áóãðåíêîâà

Заказ 6392/52 Тираж 668 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101