Аналого-цифровой логарифмический преобразователь
612261
Оепыо изобретения является повышение точности работы преобразователя.
Йостигается это тем, что преобразователь содержит второй счетчик с подключен,ным к его выходам цифровым управляемым резистором, элемент HE второй элемент И и четыре дополнительных ключа, два из которых включены между общим выводом масш,табного резистора и основного ключа и со- ответственно между входом опорного напря- 1о женин преобразователя и входом цифрового управляемого резистора, а два других— между инвертирующим входом компаратор4 и соответственно между информационным ю Иом преобразователя и шиной нулевого потенциала, вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, три входа которого соединены соответственно с генератором импульсов, с единичным выходок триггера и через элемент НЕ с выходом М блока управления и третьим входом первого элемента И, выход цифрового управляемого резистора подключен к входу операционного усилителя, управляющие входы ключей подсоединены к соответствующим выходам бло ка управления, На чертеже приведена схема преобразователя.
Преобразователь содержит операционный усилитель 1, компаратор 2,, масштабный . резистор 3, конденсатор 4,блок 5 начальной установки, ключи 6-10 цифровой управляе- . мый резистор 11, первый счетчик 12, триггер 13, элемент HE 14, генератор импуль сов 15, первый и второй элементы И 16, 17, блок управления 18 и второй счетчик
19. Вход 20 преобразователя опорного на пряжения подсоединен к входу блока 5 начальной установки и через ключ 6 к резистору 3, при этом другой вывод резистора соединен с входом операционного усилителя
1. Операционный усилитель 1, конденсатор
4 и блок S включены параллельно, а основ ной ключ 8 соединяет выход операционного усилители 1 с общим выводом ключа 6ире45 зисчора 3. Ключ 7 и цифровой управляемый резистор 1 1, соединенные последовательно„ подключены параллельно масштабному рези» стору 3, при этом ключ 7 соединен с общим, выводом ключа 6 и масштабного резистора
3. Выход операционного усилителя 1 соединен с неинвертирующим входом компаратора 2, ннвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала и вхо55 ду U логарифмического преобразователя через ключи 10 и 9 соответственно, кроме того, выход компаратора подключен к входу блока управления 18 и входу установки нуля триггера 13. Входы элемента И 16
:.соединены с выходом генератора 15, выхо дом триггера 13 и выходом блока управления 18, который также подключен к входу элемента НЕ 14. Выход элемента HE 14, выход генератора 15 и единичный выход триггера 13 подсоединены к входам элемента И 17, а выход этого элемента соединен со счетным входом счетчика 19, выходы которого подсоединены к управляющим вхоцам цифрового управляемо?о резистора 11.
Выход элемента И 16 подключен к суммирующему входу, счетчика 12, при,этом выход счетчика 12 подсоединен к цифровому выходу преобразователя. Кроме того, выходы блока управления 18 соединены с входами установки нуля счетчиков 12 и 19, управляющим входом блока 5, входом установки единицы триггера 13 и цепями управления ключей 6-10.
Преобразователь работает следующим образом.
Работа преобразователя состоит из двух режимов работы - режима автокоррекции и рабочего режима. Режим автокоррекции состоит из двух тактов — такта установки начальных условий и такта коррекции. В первом из этих тактов счетчик 19 сбрасы» вается в нуль, все ключи размыкаются, а на интеграторе, образованном усилителем 1 и конденсатором 4, блоком начальной установки 5 задается некоторое напряжение Ц о
13 такте, коррекции замыкаются ключи 6 и
10, на выходе интегратора формируется напряжение = о ау 1
V гдето. Vg С4 — реальная постояннж времени интегратора. Для момента равенства входных напряжений компаратора 2 справед- ливо выражение
Ф о о -Г 0 mKyw ь р.
Р
Одновременно . с началом такта коррекции триггер 13 устанавливается в единицу, а на входе элемента НЕ 14 появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов генератора 15 на счетный вход счетчика
19. Емкость счетчика 19 выбирается, ис ходя из максимального значения приращения постоянной времени ЬТТ >-Тз (где
Т4 - некоторая постоянная времени, равнаяТ 1 2 /f ) ° вызванного нестабильностью Т> и частоты, таким образом, чтобы при 4 Тз состояние счетчика 19 было нулевым, тогда к моменту окончания списывания напряжения с интегратора в счетчике накапливается код разности A T
2" и 2 .. Т,р-2 ® — ьТа2 Ьт т, Код М управляет цифровым управляемым резистором 11. Рахим образом, после за612261
Таким образом, автоматически подбирается значение псстоянной времени интегратора, равное T и связанное с частотой генератора заполняющих импульсов.
Рабочий режим также состоит из двух тактов: такта установки начальных условий
15 и такта решения. В первом такте счетчик
12 сбрасывается в нуль, все ключи, кроме ключа 7, размыкаются и на интеграторе блоком начальной установки 5 задается на20 пряжение U . В такте решения триггер
13 устанавливается в единицу, ключи 8 и
9 замыкаются, на вход элемента И 16 поступает сигнал, разрешающий прохождение счетных импульсов на счетчик 12. На выхо25 де интегратооа формируется напряжение
<-U 4. ".В момент равенства. входо ных напряжений компаратор 2 вырабатывает импульс, сбрасываюший триггер 13 в нуль и заканчивающий тем самым подсчет им- пульсов в счетчике 12. При этом интервал времени от начала такта решения до момента срабатывания компаратора 2 определяется иэ уравнения
- /то ц
Я 35 и =-Ч Ри У о .При этом выходной код счетчика 12 равен
Й „" = — о к -2 0и — (Ц .
2" „ 1 40
Как видно, в последнее выражение для
М не входят величины 1, и Ч о . Следовательно, их разброс и нестабильность не приводят к появлению погрешности работы
45 логарифмического преобразователя.
Экспериментальное исследование преобразователя подтвердило его работоспособность и показало, что воспроизводимая ло50 гарифмическая зависимость при использовании современной элементной базы может
5ыть реализована с погрешностью не боо атее 0,1% в диапазоне температур+60 С при времени преобразования 1 ttfC . откуда
2. Полупроводниковые кодируюшие и декодирующие преобразователи, под ред.
Смолова В. Б. и Смиркова H. A., Л., Энергия, 1967, с. 171-176. мыкания в рабочем режиме ключа 7 входная проводимость Y - увеличивается ка приращение, равное приращению постоянной времени интегратора б
Формула изобретения
Аналого-цифровой логарифмический .преобразователь, содержащий операционный усилитель, параллельно которому подключены конденсатор, блок начальной установки и последовательно соединенные ключ и масштабный резистор, компаратор, неннвертируюший вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход — с входом блока управления и с входом установкИ нуля триггера, первый элемент И, два входа которого подключены соответственно к генератору импульсов и к единичному выходу триггера, и первый счетчик, вход которого подсоединен к выходу первого элемента И, а выход является PblxotloM преобразователя,отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, он содержит второй счетчик с подключенным к его выходам цифровым управляемым резистором, элемент НЕ, второй элемент И н четыре дополнительных ключа, два из которых включены между общим выводом масштабного резистора и основного ключа и соответственно между входом опорного напряжения преобразователя и входом цифрового управляемого резистора, а два других - между инвертируюшим входом компаратора и соответствейно между информационным входом преобразователя и. шиной нулевого потенциала, вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, три входа которого соединены соответственно с генератором импульсов, с единичным выходом триггера и через элемент НЕ с выходом блока управления и третьим t входом первого элемента И, выход цифрового управляемого резистора подключен к входу операционного усилителя, управляющие входы ключей подсоединены к соответствующим выходам блока управле ния.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1; Патент Франции N. 2170198, кл. (ф 06 6 7/24, 19 r 3.
612261
Составитель А. Маслов
Редактор E. Гончар Техред З. Чужик Корректор Л. Небола
Зак 3463/44 Тираж 826
ЗЗ Подписное
ILHHHfIH Государственного комитета Совета. Министров СС в СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раушскаа наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
