Логарифмический аналогово-цифровой преобразователь
Союз Советских
Социалистических
Республик
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 547785 (t 1
i (.
l (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.05.75 (21) 2137477у24 с присоединением заявки № (23} Приоритет (51) M. Кл.о 06 Q 7/2 3
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.02.77Бюллетень ¹ (53) уеду (088.8) (45) Дата опубликования описания 02.06.77 (72) Авторы изобретения
В. А. Тесленко и В. (. Диделко (71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт имени
50-летия Великой Октябрьской социалистической революцпп (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть испэльзэвано цля построения лэгарифмирующих и множительнэ — делительных устрэйств, Известны логарифмические аналэгэ-цифровые преобразователи, содержащие ключи, соединенные с интегрирующими элементами (конденсатэрами), подключенными к источнику опорных напряжений противоположных лолярнэстей через вторичную эбмотку трансформатора, нуль-эрган (1).
Их нецэстаткэм являются эграниченные функциональные возможности, вызванные возможностью воспроизведения толькэ п оспед оВа тепьн ого кода.
Известен также преобразователь, содержащий счетчик, источник опорных напряжений, выходы которого соединены с оцними входами ключей, к цругим вхэцам которых пэдключен выход блока управления, выходы одной пары ключей подключены к первому входу интегратора, выход которого соединен со вхоцэм элемента сравнения (2f.
K недостаткам этих устройств относится низкая тэчность и нестабпльнэсть коэффициентов преобразэвания вэ времени и эт температуры.
1(елью пзэбрстенпя является пэвышенне тэчнэсти, температурнэй и временнэй стабильности преэбразэвателя.
Зтэ цэстигается тем, чтэ в негэ введены цэпэлнительный интегратор, нульэрганы и блэк задания начальkIbD, услэвий, выхэцы цругэй пары ключей через пэслецэвательнэ соединенные дополнительный интегратор и эпин нуль †эрг пэцключены ко вхэду счетчика H другому вхэцу блэка управления, к третьему вхэцу кэтэрэгэ д через другэй нуль-эрган пэ ключен выход интегратэра, втэрэй вхэц кэтэрэl э сэединен с выхэцэм блэка задания начальных услэвий, эцин вхэд кэтэрэгэ пэцключен к выходу источника эпэрных напряжений, а другэй — к выходу блэка управления.
На фиг. 1 представлена функциэнальная схема прецлагаемэгэ устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его
g5 работу.
547785
2
О1 О
Вхздэм устройства является эцин из вх од эв элемента 1 сравнения, выхэц кэтэр эгз через блэк 2 управления соединен с одними вхэд1ми ключей 3-6 и блоком 7зацания на:альных услзвий. Выхэд oJI0KB 7 задания начальных услэвий подключен к осьэвнзму интегратору 8. Источник 9 опэрных напряжеь.ий соединен с другими входами блэка задания начальных условий и ключей 3-6.
Выходы эднэй пары ключей 3 и 4 через интегратор 8 подключены к другэму входу элемента 1 сравнения, а выходы другой пары ключей 5 и 6 — к дзпэ;шительнэму интегратору 10. Выходы интегратзров 8 и 10 через нуль-органы 1 и 12 пэцключены к входам блэка 2 управления, выход нуль-зргана 12, кроме тзгэ, пздк.,ночен к вхзцу счетчика 13.
Устройство работает следующим образзм.
Б исхэднэм сэстзянии ключи 3,4 и 6 закрыты, а ключ 5 открыт, а на axoq эле мента 1 сравнения пэцанэ презбразуемзе
Ю напряжение z . На выходе источника 9 эпэрных напряжений устанавливаются цва противоположных пэ знаку напряжения
Li . От источника 9 эпэрных напряжений через 1зк 7 задания начальных условий на выхэд. интегратора 8 устанавливается напряжение
Пз команде "ст"рт" с блэка 2 управления ключ 5 закрывается, а ключ 6 эткрывается. При этом на вход интегратора 10 подключается эпорнэе напряжение U ог .
На выходе иптегратзра 10 напряжение изменяется пэ .линейному закону
1 ("O2
U (a) = {1) 2 — постоянная времени интегратора где Г
10; — время.
При достижении нулевэгз уровня срабатывает нуль-орган 12 и через блок 2 управления эткрывает ключ 3, а также этключает блок 7 задания начальных условий. В результате на вход интегратэра 8 через ключ 3 подается эпэрнэе напряжение 0о .
На выходе интегратора 8 напряжение изменяется пэ закону
U t
U "() = U {2) гце Г1 -пэстэянная времени интегратэII ра 8. Когда напряжение U (Я) дэстигает нулевэгэ урэвня, срабатывает нуль-орган 1 1, фиксируя интервал времени „, равный
U „
1 И {3) На выходе интегратора 10 в этэт момент будет напраяжение U,, эпрецеляемэе из уравнения (1)
Uo2
U„„= {4) Сигнал с выхоца нуль-органа 11 через блэк 2 управления закрывает ключи 3,6 и эткрывает ключи 4,5. В результате на вход интегратора 8 пэдключается напряжение 0о1, а на вхзд интегратора 10— щ напряжение
Напряжение на выхэце интегратора 8 изменяется пз закэну
U (+) = ° {S) г а на выходе интегратора 10 — по закону
Оо и При достижении напряжения U (4) нулевэгэ уровня срабатывает нуль — эрган 12, в результате чего в счетчике 13 записывается "единица", а через блэк 2 управления фэрмируется команда, закрывающая ключи 4,5 и открывающая ключи 3,6. Срабатыванию нуль-органа 12 сээтветствует напряжечие Ug на выхзце интегратэра 8, кэтэрэе равно 1 а т определяется из уравнения (6) 2 г { ) (О1 Пздставляя значение () из выражен::.,! 35 и (3), получим 2 (g1 оа о1 г о1 и с Следовательно, напряжение U равнз 0 „ 0 0 u„ „ О, (((,, - — (г, ((01 01 о1 1 2 О1 Далее преобразователь работает аналогично, т. е. на вхэды интеграторов пээчерецно подключаются противоположные по знаку эпэрные напряжения. При слецующем срабатывании нуль-органа 12, когда в счетчике 13 записывается числэ "цва", напряжение на выхзце интегратора 8 равчо При N -ом срабатывании нуль-органа 12, кэгда напряжение на выхоце интегратэра 8 станет равным (больше) входнэму напряжению 0х, срабатывает элемент 1 срав6п нения, возвращая через блэк 2 управления 547785 устройство в исходнэе состояние и фиксируя в счетчике коц М -му срабатыванию нуль-органа 12 соответствует напряжение на выхэде интегратора 8, равное 02 (12) о Из этэгэ уравнения следует: х М= С(к При Ll принятом за ециницу, получаем где N — Bog ц т. е. коц, зафиксированный в счетчике, прямо прэпорциэнален логарифму от входного сигнала пэ основанию Q, причем результат преэбразования не зависит от нестабильности постоянных времени интеграторов и в значительной степени не зависит эт нестабильности порога срабатывания и задержек нуль-органов. Остаточные параметры ключей в значительной степени кэмпенсируются. Рассмотрим влияние нестабильнэсти порогов срабатывания и задержек нульорганэв на характеристику преэбразэвате— ля. Нестабильность пэрэгов срабатывания и задержек мэжнэ рассматривать как дэпэлнительные напряжения на вхэцах нуль-орган в а, иь42 Пэдставляя в уравнения (1-12) значения Ь О и Ь U2 получим и,,и, М=Ео 8Qц,-,о Лестабилизируюшее влияние 6 02пэлнэстью устраняется, а влияние О„значительно уменьшается. В результате мэжнэ примерно на пэрядэк повысить тэчнэсть существующих аналэгэцифрэвых преэбразователей, значительно улучшить временнчю и температурную стабильность. Ф ормула изобретения Логарифмический аналэгэ-цифровой пред эбразователь, сэцержаший счетчик, истэч— ник опорных напряжений, выходы кэтэрэгэ сэединены с эцними входами ключей, к другим вхэцам которых пэдключен выхэд блэка управления, выхэды эцнэй пары клю )5 чей подключены к первому входу интегратора, выход кэторэгэ соединен сэ вхэцэм элемента сравнения, э т л и ч Q юш и и с я тем, что, с целью пэвышения точности греэбразэвателя, в него введены QQ дополнительный интегратор, нуль-эрганы и блок задания начальных услэвий, выхэцы цругой пары ключей через пэследэвательнэсэециненные цополнительный интегратор и один нуль-орган поцключены кэ входу И счетчика и другому входу блэка управления, к третьему вхэцу котэрогэ через другой нуль-орган подключен выход интегратора, второй вход которэгэ соединен с выходом блэка задания начальных услэвий, эцин 3) Bx0l1 котэрэгэ подключен к выходу источника опорных напряжений, а другой — к выходу блока управления. Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство 476679, М. Кл. Н03 К 13/02 25.02.74. 2. Авторское свидетельство ¹ 4241! 1, М. Кл. Q 06 5 77//2244,, 0088. . 1122,72 (прот этип1.
