Логарифмический аналого-цифровой функциональный преобразователь

 

твкннеесщаЕР

Фаи МА

С@юз C099YcRNx

Социо апмстнческих

Республик (>>) 62321О (61) Дополнительное к an. свил-ву (22) ЗаЯвлено11.03,77 (21) 2461457/18-24 с присоединением ззявкн ¹â€” (2З) Приоритет (еЗ) Опубликовано ОБ.Og.78.Бюллетень №д 3 (51) М. Кл.

406 G 7/24

Фосудеротееииьа комитет

Совета Миииотроа СССР ио делам иэаоретеиий и открытий (з ) УДК 681.Д26.g (688.8) (45) Дата опубликования описания ат .овлв

Г. К. Гнутова, В. И. Гуцченков, B. A. Жамов, A. П. Тарасов и Е. Г. Ярополов (72) Автори изобретении (73) Зааетитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ПИФРОИОЙ

ФУHKUHQHAËÜÍÛÉ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники.

Известен аналого-цифровой преобразователь (!), содержащий блок линейного цнфро-аналогового преобразования, блок сравнения, реверсивный счетчик, блок управления реверсивным счетчиком и элемент, воспроизводящий зону нечувствительности.

Его недостатком являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью воспроизведения нелинейных функций.

Наиболее. близким техническим решением к изобретению является логарифмический аналого-цифровой функциональный преобразователь )2), содержащий блок нелинейного цифроаналогового преобразования, блок сравнения, первый вход которого является входом функционального преобразователя, а второй вход подключен к выходу блока нелинейного цифроаналогового преобразования, реверсивный счетчик, выходы которого подключены к цифровым входам блока нелинейного цифроаналогового преобразования и одновременно являются выходами функционального преобразователя, нуль-орган, вход которого подключен к выходу блока

1 сравнения, 3 первый и второй Bblходы — соответственно ко входам управления сло>кением и вычитанием реверсивного счетчика, блок преобразования напря>кения в частоту, выход которого подключен к счетному входу

5 реверсивного счетчика.

Недостатком такого функционального преобразователя является постоянная зона нечувствительности для входного сигнала во всем диапазоне его изменения, что заставляет идти на компромисс между точностью 0 и устойчивостью работы устройства в заданном диапазоне изменения входного сигнала.

Предложенный логарифмический цифроаналоговый функциональный преобразователь с целью повышения точности и устой, . чивости работы содержит блок выделения модуля с регулируемой зоной нечувствительности, выход которого подключен ко входу блока преобразования напряжения в частоту, информационный вход — к выходу блока сравнения, а вход управления шириной зоны нечувствительности — ко входу функционального преобразователя.

Структурная схема логарифмического цифро-аналогового функционального преобра зователя приведена на чертеже:

623210

15

Формула изобретения

Преобразователь содержит блок сравнения 1, блок нелинейного цифроаналогового преобразования 2, блок выделения модуля с регулируемой зоной нечувствительности 3, блок преобразования напряжения в частоту

4, нуль-орган 5 и реверсивный счетчик 6.

Преобразователь работает следующим образом.

Входное напряжение.Uf< преобразователя подается на первый вход блока сравнения 1. На второй его вход подается выходное напряжение блока 8.

V=Vo10," где Ug — опорное напрчжение;

iU — код на выходах счетчика 6.

Разность напряжений (Ug< — U) усиливается усилителем блока сравнения 1 в К раз. Выходное напряжение блока сравнения 1

+. Ь1)= K(Ua — U) подается на вход блока выделения модуля с регулируемой зоной нечувствительности, который управляет блоком 4, и на нуль-орган 5 Нуль-орган 5 в зависимости от знака выходного напряжения блока сравнения 1

+ bU дает счетчику 6 команду на сложение или вычитание импульсов с выхода блока 4.

При работе счетчика 6 выходное напряжение блока 2 изменяется таким образом, чтобы свести разность AU к нулю. При d 0 â = 0 выходной код счетчика 6 N должен быть пропорционален 1gUgz. Для обеспечения устойчивости функционального преобразователя сигнал l ЬМ поступает на вход блока

4 через элемент воспроизведения зоны нечувствительности, входящий в блок 3.

Если величина +. ЬЬ попадает в пределы зоны нечувствительности, то на выходе блока 4 импульсы отсутствуют, если Л0 >10 то блок 4 генерирует импульсы, частота которых пропорциональна величине ЬU, что позволяет быстро скомпенсировать большие разности между 1) (, и

С целью повышения точности и устойчивости работы в предлагаемом преобразователе зона нечувствительности зависит от величины входного напр;. <ения Ug„. Для боль ших значений Ug< кру1:,;на логарифмической функции большая и блок 3 автоматически снижает чувствительность (т. е. зона нечувствительности увеличивается). При умень шении входного напряжения крутизна функции уменьшается, и чувствительность должна возрастать.

Автоматическая регулировка зоны нечувствительности в предлагаемом преобразователе достигается тем, что входное напряжение подается не только в блок сравнения 1, но и в блок 3.

Таким образом, пороги срабатывания каналов становятся зависимыми от величины входного напряжения, что повышает точность, стабильность и устойчивость работы предложенного функционального преобразователя по сравнению с прототипом.

Поскольку в прототипе зона нечувстви тельности фиксирована, то выбрав ширину зоны нечувствительности, исходя из обеспе чения точности и устойчивости работы для малых значений входных напряжений, получим функциональный преобразователь, который при больших входных сигналах не может перейти в статистический режим и будет все время колебаться между соседними кодами счетчика. В противном случае работа функционального преобразователя будет устойчивой при больших напряжениях, но преобразователь будет работать с большими ошибками в области малых входных г)апряжений, так как для этого участка логарифмической функции зона нечувствительности дол ж на быть уже.

В предложенном преобразователе этот недостаток исключен. Он позволяет повысить точность отсчета десятичного логарифма входного напряжения и может быть использован при создании прецизионных логарифмических вольтметров постоянного тока.

Логарифмический аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащии блок нелинейного цифроаналогового преобразования, блок сравнения, первый вход которого является входом функционального преобразователя, а второй вход подключен к выходу блока нелинейного цифроаналогового преобразования, реверсивный счетчик,, выходы которого подключены к цифровым входам блока нелинейного цифроаналогового преобразования и являются выходами функционального преобразователя, нуль-орган, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а первый и второй выходы — соответственно ко входам управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика, блок преобразования напряжения в частоту, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, от гггчаюшийся тем, что, с целью повышения точности и устойчивости работы, он содержит блок выделения модуля с регулируемой зоной нечувствительности, выход которого подключен ко входу блока преобразования напряжения в частоту, информационный входк выходу блока сравнения, а вход управления шириной зоны нечувствительности — ко входу функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных устроиствах и системах . Под ред. Г М. Петрова, М., «Ма нги ностроение», 1973, с. 184.

2. Патент США М 3590366, кл. 323 — 74, 1971

623210 / "9 и„

Составитель И. Балабошко

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

3 а к а з 4913/46 Тираж 826 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и откр ытий ! l 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ,Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4