Преобразователь логарифма отношения напряжений во временной интервал

 

Изобретение относится к средствам преобразования логарифма отношения двух напряжений во временной интервал. Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия устройства. Для этого первоначально триггеры 10-12 устанавливаются в исходное состояние, ключ 3 замыкается, а ключ 4 размыкается, затем начинается заряд конденсатора 14 через преобразователь 15 напряжение-ток от напряжения U<SB POS="POST">1</SB>. В зависимости от соотношения напряжений U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB> срабатывает либо компаратор 1, либо компаратор 2, через элемент 2И-НЕ 5 триггер 10 переключает ключи 3 и 4, начинается разряд конденсатора 14 на резистор 13, элемент 3И 9 начинает формировать выходной импульс, конец которого определяется повторным срабатыванием одного из компараторов 1 или 2. Длительность полученного импульса пропорциональна логарифму отношений напряжений U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB>. Логическое элементы 2И-НЕ 6, ИЛИ 7, инвертор 8, триггер 11 формируют информацию о знаке логарифма. На прямом выходе триггера 12 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению входных напряжений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„15.592 (51)5 С 01 R 1 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 (21) 4278526/24-21 (гг) 06.07.87 (46) 23.04.90. Бюл. Г 15 (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР (72) А.С.Степаненко и И.П.Захарич (53) 621 317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Г 1095081, кл. G 01 R 19/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Г 1226323, кл. С 01 R 19/10, 1984„ (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛОГАРИФМА ОТНОШЕНИЯ НАПРЯНЕНИЙ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРBAfl (57) Изобретение относится к средствам преобразования логарифма отношения двух напряжений во временной интервал. Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия устройства. Для этого первоначально триггеры 10 - 12 устанавливаются в исходное состояние, ключ 3 замыкается, а

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах и измерительных приборах.

Цель изобретения — упрощение и повышение быстродействия преобразователя.

На фиг.! представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит компараторы 1 и 2, ключи 3 и 4,элементы

2И-НЕ 5 и 6,элемент ИЛИ 7, инвертор

8, элемент 3И 9, триггеры 10 — 12, резистор 13, конденсатор 14, преоб2 ключ 4 размыкается, затем начинается заряд конденсатора 14 через преобразователь 15 напряжение - ток от напряжения У„ . В зависимости от соотношения напряжений 11, и U срабатывает либо компаратор t, либо компаратор 2, через элемент 2И-НЕ 5 триггер 10 переключает ключи 3 и 4, начинается разряд конденсатора 14 на ре. зистор 13, элемент 3И 9 начинает формировать выходной импульс, конец ко, торого определяется повторным срабатыванием одного из компараторов 1 или 2.

Длительность полученного импульса пропорциональна логарифму отношений напряжений U и U . Логические элементы 2И-НЕ 6, ИЛИ 7, инвертор 8, триггер 11 формируют информацию о знаке логарифма. На прямом выходе триггера 12 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению входных напряжении. 2 ил.

he&

Сл

Яд разователь 15 напряжение — ток, вход- Ц ные зажимы 16 и 17, шину !8 синхро- Ю низации и выходные зажимы 19 - 21. 1 ©

Входной зажим 16 соединен с инвертирующим входом компаратора 1 и через последовательно соединенные преобразователь 15 напряжение — ток и ключ 3 с первым выводом конденсатора 14> неинвертирующими входами компараторов 1 и 2 и через ключ 4 с первым выводом резистора 13, вторые выводы резистора 13 и конденсатора

14 соединены с общей шиной. Входной зажим 17 соединен с инвертирующим входом компаратора 2, выход которого соединен с вторыми входами элемента

q(U /U y), гле R - сопротивление резистора 13. Интервал времени Л t<=

=Т -Т выделяется элементом 3И 9, и на выходном зажиме 19 формируется логический сигнал, длительность которого пропорциональна логарифму отношения входных напряжений (фиг.2е)„

В случае, если U )Б,, установка триггера 10 s единичное состояние произойдет в момент времени Т (фиг.2в), а в момент времени Тз произойдет установка триггера 11 s единичное состояние через инвертор 8 и элемент 2И-НЕ 6. На выходном зажиме

20 (фиг.2д) появится сигнал о6 изменении знака логарифма. В этом случае разряд конденсатора 14 будет происходить от напряжения Uq до напряжения Б, . В момент времени Т произойдет сравнение напряжения на конденсаторе 14 с напряжением U„ (формируется компаратором 2) и через элемент

3И 9 прекратится подача сигнала на выходной зажим 19. Интервал времени

gtз=T -Т можно записать в виде at -=

= -RC 1n (П /U„), или л = RU °

«1п (U

На выходном зажиме 21 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению напряжений U1 и U (фиг.2ж), а на выходном зажиме

20 формируется сигнал, какое из напряжений Б„ или Uq больше. Отношение напряжений получается из соотношения а, =Т,=Си,/KU,;

Формула изобретения

Преобразователь логарифма отношения напряжений.во временной интервал, содержащий первый и второй компараторы, первый и второй ключи, первый и второй логические элементы 2И-НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, конденсатор, резистор, элемент 3И и инвертор, преобразователь напряжение - ток, причем неинвертирующие входы первого и второго компараторов соединены с первым выводом конденсатора, выходом первого и входом второго ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным. выходами первого триггера и вторым входом. 3 155929

2И-НЕ 5 и элемента ИЛИ 7, S-входом триггера 12 и через инвертор 8 с вторым входом элемента 2И-НЕ 6, выход которого соединен с S-входом триггера 11, выход компратора 1 соединен

5 с первыми входами элемента ИЛИ 7 и элементов 2И-НЕ 5 и 6.

Выход элемента 2И-НЕ 5 соединен с S-входом триггера 10 и первым входом элемента 3И 9, второй вход которого соединен с управляющим входом ключа 3 и прямым выходом триггера

10, инверсный выход которого соединен с управляющим входом ключа 4.

Третий вход элемента 3И 9 соединен с выходом элемента ИЛИ 7, R-входы триггеров 10 — 12 объединены и соединены с шиной 18 синхронизации, выход элемента 3И 9 и прямые выходы триггеров 11 и 12 соединены с выходными зажимами 19 — 21 соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналом по шине 18 синхронизации триггеры 10 — 12 устанавливаются в исходное состояние, при этом ключ 4 размыкается, а ключ 3 замыкается и через преобразователь 15 напряжениеток (в простейшем случае резистор) от напряжения U, начинается заряд (фиг.2а) конденсатора 14 зарядным током i =KU где K - коэффициент преобразования преобразователя 15.

В случае, если соотношение между входными напряжениями U u Uq такое, что Ь (U„, то в момент времени Т, (фиг.2а, в) напряжение на конденсаторе становится равным U, следовательно дс=Т,=СО /KU, где С - емкость конденсатора 14. В этот момент происходит установка триггера 12 в единичное состояние.

В момент времени Т (фиг.2б) напряжение на.конденсаторе 14 станет

45 равным U . В этот момент на выходах комиараторов 1 и 2 появятся состояния логической единицы и через элемент 2И-HE 5 произойдет установка триггера 10 в единичное состояние, ключ 3 разомкнется, а ключ 4 замк50 нется (фиг.2г) . Начинается экспоненциальный разряд накопленного заряда конденсатора 14 через резистор 13.

В момент времени Тз (фиг.2в) напряжение на конденсаторе 14 станет равным

Uq, следовательно можно записать

1 I .-jTç->t1 ас

1 1 илиЬ =Т -Т = -RC 1в ь

dt -Т -СБ /KU, (при У oU ) с учетом того, что величины С и Кнеизменные.

1559299 элемента 3И, R-входы первого, второго и третьего триггеров соединены с шиной синхронизации устройства, инвертирующие входы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым входными зажимами устройства, вторые выводы кон" денсатора и резистора соединены с общей шиной устройства, а первый вывод резистора соединен с выходом второго ключа, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, вход преобразователя напряжение - ток соединен с первым входным зажимом устройства, выход преобразователя напряжение— ток соединен с входом первого ключа, выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго 20

6 элементов 2И-НЕ и элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с выходом второго компаратора, вторым входом первого элемента 2И-НЕ, S-входом третьего триггера и входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с S-входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым выходным зажимом, выход элемента 3И соединен с первым выходным зажимом, а третий вход элемента 3И соединен с вых.1дом элемента

ИЛИ, первый вход элемент:.: 3И соединен с выходом первого элемента 2И-HE и S-входом первого триггера, прямой выход третьего триггера соединен с третьим выходным зажимом устройства.

1559299 1 Я 3 Ф В

Фи8.2

Составитель В.Смирнов

Редактор В.Данко Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

»»»» »» »

Заказ 836 Тираж 553. Подписное

ВНИИПИ 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