Логарифмический преобразователь

 

О П И С А Н И Е (и)воаава

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К *ЭТОРСКОМУ СВИДВНЛЬСУВУ

Соа1 Соаетскиа

Соцлалистм нес кма ееспублмк (бе}Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заянлено02.02.76(2l)2318877/18-24 рц м с присоединеннеи заявки № (23} Приоритет

G 06 & 7/24

Гаоударственный камнтет

Сааата Мнннстроа СССР ао делам нзаоретеннй

N открытнй (43) Опубликовано15 04 78 Бюллетень №14 (оЗ) УЙ 681.335 (088.8) (45) Дата опубликования опнсания24.03.78 (72) Автор изобретения

К И. Пучков (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического инс гигу та (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в информ&циэниэизмери тельных пре образователях.

Известен логарифмический пре образэвагель, содержаший генератор экспэйенциальнэго напряжения, схему сравнения, триггер, генератор тактовых импульсов (1 ). Однако такой преобразователь имеет невысокую точ-, ность, 30

Наибэлее близким техническим решением к данному изобретению является логарифмический преобразователь, построенный по компенсационной схеме и сэдержашнй усилитель, вход которого через масшгабируюший резис-тб

rop соединен с источником вхэдного сигнала, генератор экспоненциального напряжения, сигнальный вход которого соединен с, источником опорного напряжения, управляющий вход - с выходом генератора тактовых им- йе пульсов, а выход нодключен к одному из вхсЕ-: дов схемы сравнения и через импульсный делитель напряжения — ко входу усилителя, и триггер, входы которого соединены с выходами схемы сравнения ы генератэра так- говых им, а выход является выходом устройства (21. Компенсационный преобразователь имеет высокую гэчносгь, но малое быстродействие, эпределяемое инерционностью импульсного делителя напряжения и усилителя рассогл&сoBBBHQ„

Целью изобретения ssaserca увеличение быстродействия компенсационного преобразователя.

Указанная пель достигается тем, что в предлагаемый логарифмический преобразователь введены безынерционный сумматор, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, второй вход - к выходу усилителя, а выход соединен со вторым входом схемы сравнения, и логический элемент запрета, входы которого соединены с выходами триггера и генератора тактовых импульсов, а выход подключен к управляющему входу. импульсного делителя напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема логарифмического преобразователя, ко горый содержит генератор тактовых импульсов 1, генератор экспоненциального напряжения 2, источник 3 опорного напряжения

« 4 Яд 041

ТЯ» К

Цо триггер 4, источник 5 входнэго сигнала, безынерционный сумматор 6, масштабируюший резистор 7, усилитель 8, схему сравнения 9, импульсный делитель 10 напряжении сэдержаший резистор 11, конденсатор 12 и ключ 13, логический элемент запрета 14.

В начальный момент времени сигналом с генератора тактовых импульсэв 1 запускается генератор акспэненциальногэ напряжения 2, запитанный or источника опэрнэго напряжения 3, и пе,реключаегся триггер 4. Входное напряжение Uex, or истэчj ника входного сигнала 5 ностуйаег на первый вход безынерциовнэго сумматора 6 и через масштабируюший резистор 7 на вход усилителя 8. Выходное напряжение сумматора 6 ц= <:Usx подается:иа эдин екэд схемы сравнения 9.

На второй вкод этой схемы поступает выжщиэе .напряжение генератора 2 х

Q У,е»:, еде Т- постоянная времени экспоненты.

В момент .равенства U=-U> схема срав.некия 9 вырабать»ваег импульс, который сбрасывает триггер 4. Длительность выход иэго ампул :а, сформированного триггером

4, оказывается равной

1„=-tlat "

9 его выходное напряжение равно нулю, гэ о есть усилитель 8 и делитель 10 участия в работе преобразователя не принимают (на выходе делителя 10 напряжение равно нулю).

Изменение окружающих условий, например температуры, может изменить равенство 1 и величину порога срабатывания схе-I.

3О мы 9. При атом равенство я т и окажется нарушенным. Это приведет к появленью напряжения U + 0 . Усилитель 8 начнет

О отрабатывать рассогласование, стремясь установить AU 0 . В атом случае делитель

35 10 и усилитель 8 принимают участие в рабоге преобразователя. Однако изменение величины пэрога срабатывания схемы сравнения 9 и коэффициента передачи k сумматора 6 обычно незнайгельно и поэтому ска»и чок входного напряжения вызывает скачкообразное (эа время Т) изменение выходного

I импульса до величины 1 я. близкой к значению ои-,, после чего начинаегся переходной процесс, в котором принимают участие имЯ4б пульсный делитель напряжения, 10 и усилитель 8. Во время переходного процесса,пр I. исходит отработка сигнала от величины близкой к Ьи, до величины ти . Поэтому время отработки скачка входного напряжения

50 у предлагаемого преобразователя значительно меньше, чем у известного. Причем время отработки не зависит ог величины скачка входного напряжения, гак как усилитель 8 никогда не входит в насышение.

55 Предлагаемый логарифмический пре образователь был собран и испытан на кафедре автоматики и телемеханики СФ МЭИ. Период следэвания тактовых импульсов составлял

1 мс. Время вхождения в 17 зону не пре6О вышало 1 мс при любой величине скачка

Прячем этот импульс сформирован пракгичеоки за время одного периода частоты генератора 1. После окончания импульса с выхода триггера 4 появляется импульс на .выходе логического элемента запрета 14.

Этот импульс сущесгвуег дэ окончания формирования напряжения 0 (обычно go

Т/2). На время действия выходного им- пульса логического элемента запрета 14 ключ 13 импульсногэ делителя 10 напряжения замкнут в верхнее "положение, и напр ж. ние генератора 2. через резистор 11 и:. тупаег на вход усилителя 8. В осгальн ю часть периода этот ключ замкнут на землю (нижнее положение). Полагая коэффициент усиления усилителя 8 равным бесконечности, для средних гоков можно записать ае ф

Uе Ж=

T,,оЕ

» Jtè 2 где ..R»- сопротивление резистора 11, R - сопротивление резистора 7, Т вЂ” постоянная времени RC -цепочки.

Учитывая, что 6 О, получим

В реальнэм устройстве время существования напряжения Ug ограничено и, как тказывалэсь, эбычно составляет величину

Т/2. Однако и в атом случае выбором

-Ф/я можно обеспечить 6 0.

Выбрав Я =TR /Т, получим

Если выбрать и1, то выражения (1) и (2) совпадуг, т.е.

При этом оказывается, что даже при ко

2О нечном значении.. коэффициента усиления, усилителя 8 О, и, следовательно, 602962

Составитель С. Белан

Редактор М. Трофимова Техред H. Бабурка Корректор Л. Небоаа

Заказ 1854/46 Тираж 826 Пэдписнoe

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров ССС

ССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входного напряжения, Диапазон изменения входного напряжения составлял 0,01-5 В.

При этом длительность выходного. импульса составляла 10-500 мкс.

Формула изобретения

Логарифмический преобразователь, сэдержаший усилитель, вход которого через масчштабируюшйй резистор соединен с источником входного сигнала, генератор экспоненциального напряжения, сигнальный вход которэго с оединен с ис точник ом оп ори ого напряжения, управляюший вход - c выходом генератэра тактовых импульсов, а выход подключен к одному из входов схемы сравнения и через импульсный делитель напряжения — ко входу усилителя, и триггер, входы которэгo соединены с выходами схемы сравнения и генератора тактовых импульсэв, а выход является выходом устройства, о т л и ч а юю ш и и с я тем, чтэ, с целью повышения быс тр one йс та и я в ус т р эйс тв э и иеде ны бе зынерциэнный сумматор, первый вхэд которого подключен к источнику вхэднэгэ сигнала, вторэй вход - к выходу усилителя, а выхэд соединен сэ вторым входом схемы сравнения, и логический элемент запрета, входы которого соединены с выходами триггера и генератора тактовых импульсов, а выход подключен к управлявшему входу импульсного делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Смолов В. Б., Угрюмов Е. П. Иремяампульсные вычислительные устройства, "Энергия, 1968, с. 132.

2. Смолов В. Б. Аналоговые вычислительные машины, Высшая школа, М., 1972, с. 216.