Логарифмический преобразователь

Логарифмический преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (11)540266 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.75 (21) ¹ 2148821/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.12.76.йюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 13.05.77 (5l) M Кл

G 06 Ñã 7/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681,325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. ll. Биделко и B. А. Тесленко

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (11) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих и высокочастотных логарифмических преобразователей, функциональных и мно-5 жительно-делительных устройств.

Логарифмические преобразователи известны. Один из известных преобразователей (11, содержащий набор усилителей и схем сравнения, имеет сложную конструкцию и срав- 10 нительно низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является логарифмический преобразователь )2), содержащий источник опорного напряжения, преобразователь кода в напряжение, управляющие входы которого подключены к одной группе выходов распределителя, другая группа выходов которого соединена со входами регистра, один вход распределителя подключен к выходу генератора импульсов, а другой— к выходу схемы сравнения, входы которой подключены соответственно ко входу логарифмического преобразователя и к выходу 25 преобразователя кода в напряжение, и блок управления.

Известный преобразователь обладает ограниченной точностью, т.к. реализация логарифмической зависимости осуществляется путем дробно-рациональной аппроксимации с помощью экспоненциального интерполято— ра. Еще одним недостатком является значительная сложность устройства, т.к. оно содержит два функциональных преобразователя кода в напряжение.

11елью изобретения является повышение точности п реоб разования, уменьшение сложности устройства, а, следовательно, повышение надежности его работы.

В предлагаемом логарифмическом преобразователе эта цель достигается тем, что он содержит блоки запоминания и переключатель, управляющие входы блоков запоминания и переключателя подключены к соответствующим выходам блока управления, соединенного входами с выходами схемы сравнения и генератора импульсов, сигнальные входы блоков запоминания подключены к выходу преобразователя кода в напряжение, 540266 выходы блоков запоминания — к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход переключателя— со входом преобразователя кода в напряжение.5

Блок-схема логарифмического преобразователя приведена на чертеже.

В предлагаемом устройстве входной сигнал U поступает на вход схемы сравнения

1, выход которой через распределитель 2 10 подключен к регистру 3, а также через блок управления 4 к блокам запоминания 5, 6 и переключателю 7. Выход переключателя 7 соединен с преобразователем 8 кода в наппряжение. Последний содержит набор весс 15 вых резисторов 9, которые через ключи 10 связаны с суммирующим резистором 11.

Выход преобразователя 8 со схемой сравнения 1 и через блоки запоминания 5 и 6— с переключателем 7, один из входов которо- 20 го подключен к выходу источника опорного напряжения 12. Выход генератора импульсов 13 соединен с распределителем 2.

Логарифмический преобразователь работает следующим образом. B исходном состоянии 25 на вход схемы сравнения 1 подано преобразуемое напряжение U а напряжение р с выхода источника опорного напряжения 12 через переключатель 7 подключено к преобразователю 8. С поступлением первого такто- 30 вого импульса от генератора 13 на вход распределителя 2 включается первый ключ 10 преобразователя 8. При этом на вход схемы сравнения 1 поступает напряжение 0

4 сформированное из 00 с помощью делителя 35 на резисторах 9, причем у

Ь где b — основание логарифма, по которому ведется преобразование;

С вЂ” постоянная величина, определяемая 40 из выражения

g„,„=сЬ6 ><, (г) хном в котором a — коэффициент преобразования; 45

Й„рм-номинальное значение кода, определяемое разрядностью преобразователя;

0щр„г номинальное значение преобразуемого напряжения, 50 определяемое входным динамическим диапазоном.

Если входное напряжение больше напря жения 0, то сигнал с выхода схемы сравнения 1 через блок управления 4 оставляет переключатель 7 в исходном состоянии и через распределитель 2 в старшем разряде регистра 4 записывается 0. Если напряжение Ц(Ц, то в старшем разряде регист ра 3 записывается 1 и по команде с выхода схемы сравнения 1 через блок управления

4 блок запоминания 5 из режима слежения переводится в режим хранения, а выход блока запоминания 5 через переключатель 7 подключается ко входу преобразователя 8.

В результате в конце первого такта на выходе переключателя 7 установится напряжение

tJo,Ьс(г 4g гдеЯ1 = О при U 11р

1 приU <О

Во втором такте импульс с выхода генератора 13 через распределитель 2 размыкает ключ 10 старшего разряда преобразователя 8 и замыкает ключ 10 следующего разряда.

При этом на выходе преобразователя 8 установится напряжение, равное

" — „; — „, Ь-„. (4)

Если входное напряжение Uyy U< то во втором разряде регистра 3 записывается О, а переключатель 7 остается подключенным к блоку запоминания 5. Если же U (U

2 то во втором разряде 3 записывается "1", блок запоминания 6, который находился в режиме слежения, переводится в режим хранения, выход блока запоминания 6 через переключатель 7 подключается ко входу преобразователя 8. В результате к концу второго такта на выходе переключателя 7 установится напряжение

V ьс!, Р4 где = О при U ) U>

1 при U„„g1) <

Далее преобразователь работает аналогично

1 причем блоки запоминания 5 и 6 поочередно находятся в режимах слежения и хранения.

В итоге к концу и -го такта на выходе преобразователя 8 установится напряжение

Q,, равное

U и с(а < с(4, 1с/g. ü 4 (р)

° °

Это напряжение с погрешностью, равной единице дискрета, будет равно входному напряжению, т.е. Уп =U . Так как показатели степени в выражении (6) соответствуют разрядам выходного регистра 3, причем

О при Ux>Un

1 при U„(Uq, то результирующий код в регистре 3 будет равен с

„Uî -- 6 0О

; +,. + — (f= E0g =-еоу — (у)

4 ь 5 э" gè" и"/ с ВЬЮ с U»

5402 66

Подставляя в уравнение (7) значение С из выражения (2), получим

" Я "HoMp а "g I ть " айвз H) (8)

Ux

Следовательно, если принять, что 0р —— 1, то выходной двоичный код регистра 3 равен

g =,.м У4 ь4 — jS --.+ —. j=-Q30gIU„(9)

Дополнительный же код на выходе регистра

3 будет равен (1 ° 2 °

g=g L-(- — +- " + „(„))=900) П„, ном 2А 4 2 S

IIo) т.е. в результате преобразования получаем 15 двоичный код, пропорциональный логарифму от входного напряжения по основанию b.

Преобразование осуществляется с высокой точностью при значительном быстродей- 20 ствии (до нескольких сотен тысяч преобраз ваний в секунду). формула изобретения 25

Логарифмический преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, преобразователь кода в напряжение, управляющие входы которого подключены к одной груп- О пе выходов распределителя, другая группа выходов которого соединена со входами регистра, один вход распределителя подключен к выходу генератора импульсов, а другойк выходу схемы сравнения, входы которой подключены соответственно ко входу логарифмического преобразователя и к выходу преобразователя кода в напряжение, и блок управления, отличающийcÿ тем, что, с целью повышения точности преобразс вания, он содержит блоки запоминания и переключатель, управляющие входы блоков запоминания и переключателя подключены к соответствующим выходам блока управления, соединенного входами с выходами схемы сравнения и генератора импульсов, сигнальные входы блоков запоминания подключены к выходу преобразователя кода в напряжение, выходы блоков запоминания подключены к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход переключателя соединен со входом преобразователя кода в напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент CILIA № 3.444550, кл.

340-347, 1972 г.

2. Патент CIIIA № 3.239833, кл.

340-247, 1971 г. (прототип).

5402 66

Составитель H. Шелипова редактор Ф. Хлебников Техред М. Левидкая Корректор С. Шекмар

Заказ 6032/40 Тираж 864 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4