Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмх

Реснубяик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ. ЕЛЬСТВУ (»>906002 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заивлено 03.06.80 (2! ) 2932159/18 21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (5t }M. Кл.

Н 03 К 13/20 зооударстоснкый квинтет

СССР по делам изобретений н открытий (53 } УДК681.325 (088.8) (72) Авторы

° изобретения

И. Ф. Добровольский и B. A. Яцкевич (7t) Заявитель

Гомельский государственный университет (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может . быть испош зовано для измерения амплитуды сигналов ипи отношения амплитуды сигнапов в погарифмическом масштабе.

Известно устройство с экспоненциапьным время-импульсным преобразованием, содержащее эпемент сравнения, кцюч, счетчик, генератор тактовых импупьсов и два конденсатора (Ц .

Однако точность измерения в нем за.т висит от сопротивления утечки конденсаторов, прямого и обратного сопротивления кпючей и времени цикла ступенчатого разряда конденсатора.

Наибопее близким к изобретению по технической сущности является погариф мический аналого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик, ключ, выход которого соединен со входом первого порогового элемента, и входом линии задержки, выход которой подключен к первому входу второго порогового эцемента. При открывании ключа измеряемое напряжение в виде импульса поступает в линию задержки, при этом происходят отражения импупьса от концов линии задержки и срабатывания пороговых элемен тов, в качестве которых испопьзованы туннепьные диоды. Отражения от обоих концов продопжаются до тех пор, пока потери в линии задержки и пороговых элементах (диодах) не ослабпяют импупьс до вепичины, при которой пороговые эпементы уже не срабатывают. Копичество импульсов, поступивших на вход счетчика, оказывается пропорционально ногарифму отношения измеряемого и опорного напряжений 523.

Однако данное устройство имеет опредепенный диапазон измерения входных напряжений, а время преобразования, т.е. время с момента срабатывания ключа до момента появления информации на выходе счетчика, опредепяется временем затухания в линии задержки импупьса с максимапьно допустимой амппитудой. При измерении- напряжений в рабочем диапазоне

02 4 так как линия задержки 3 нагружена на высокоомные входы пороговых элементов

2 н 4. Отражение от обоих концов продолжаются до тех пор, пока не происходит затухание входного импупьса в пинии задержки 3. Пороговые эпементы 2 и 4 сравнивают амппитуду циркупирующего импульса с вепичиной опорного напряжения, поступающего на их вторые входы от источника опорного напряжения 5 и срабатывают до тех пор, пока величина амппнтуды затухающего нмпупьса не становится меньше опорного напряжения. Поочередное срабатывание пороговых элементов 2 и 4 вызывает соответственно перекпючение триггера 6 из одного состояния в другое, а по каждому фронту выходного сигнала триггера 6 формирователь импупьсов 7 вырабатывает счетные импульсы. Коничество счетных импульсов равно общему капичеству срабатываний пороговых элементов 2 и 4.Счетные импупьсы поступают на вход счетчика 8, а так как их копичество оказывается пропорционально логарифму отношения измеряемого и опорного напряжений, то и на выходе счетчика 8 устанавливается код, пропорциональный логарифму этого отношения.

Стробирующий импупьс, поступающий на управляющий вход кпюча 1 одновременно поступает на вход второго триггера 12, переключает его н устанавливает на его выходе высокий потенциал. От этого потенциапа через резистор 13 начинает заряжаться конденсатор 10. Время заряда конденсатора 10 до вепичины срабатывания третьего порогового элемента

1 1 установпено незначитепьно бопьше, При срабатывании одного из пороговых элементов 2 ипи 4 на выходе формироватепя 7 появляется счетный импульс, который также поступает на вход инвертора 9 и устанавнивает на его выходе нулевой потенциал, разряжая тем самым конденсатор 10. Пороговый элемент Il при этом не срабатывает, так как напряжение на конденсаторе 10 не достигает, порогового срабатывания. После окончания счетного импупьса конденсатор 10 вновь начинает заряжаться через резистор 13, однако появпение сцедующего счетного импупьса снова его разряжает, не .давая сработать пороговому эпементу 1 1. Так происходит до тех пор, пока амппитуда импульса циркулирующего в линии задержки 3 не становится меньше величины опорного напряжения и порого3 9060 время преобразования во всех случаях устанавпивается такое же, как н прн измерении максимального напряжения, так как не известно, когда заканчивается цикл затухания в каждом конкретном сну- 5 чае. Таким образом, недостатком известного устройства явпяется боньшое значение среднего времени преобразования входных сигналов. цепь изобретения - уменьшение сред- 1р него времени преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в логарифмический анапого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик н кпюч: выход которого соединен с первым входом 15 первого порогового эпемента н выходом линии задержки, выход которой подкпючен к первому входу второго порогового элемента, введены два триггера, формироватепь импульсов, инвертор, еонденса gp тор, резистор, третий пороговый эпемент и источник опорного напряжения, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых подключены ко входам первого триггера, выход которого через формирователь импульсов подключен ко входу счетчика и входу инвертора, выход которого соединен с первым выводом конденса ра и входом трето порогового 5О элемента, второй вывод конденсатора сое» динен с общей шиной, а управпяюший вход кпюча соединен со входом второго триггера, выход которого через резистор соединен с первым выходом конденсатора.

На чертеже представлен, предлагаемый

35 логарифмический анапого-цифровой преобразоватень, схема.

Устройство содержит кпюч 1, пороговый эпемент 2, пинию задержки 3, по- чем время задержки пинии задержйн 3

40 роговый элемент 4, источник опорного напряжения 5, трйтгер 6, формировайепь импульсов 7, счетчик 8, инвертор 9, конденсатор 10, пороговый элемент 11, триггер 12, резистор 13.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение поступает на вход ключа 1. При подаче стробирующего импульса на управляющий вход ключа

1 он открывается и íà его выходе появляется импульс с амппитудой, равной изМеряемому напряжению, и длитепьностью, равной длитепьности стробирующего импульса. Этот импульс поступает в линию задержки 3, причем время задержки выбрано больше длитепьности импульса.

Импульс распространяется по линии задержки 3 и отражается от нее концов, 906002 вые элементы 2 и 4 перестают срабатывать. При этом прекращается формирование счетных импульсов и конденсатор

10, разряженный последним счетным импульсом через ннвертор 9, заряжается за время, несколько превышающее время задержки линии задержки 3 до величины срабатывания третьего порогового элемента 11, на выходе которого появляется сигнал об окончании преобразования. При затухании входного импульса до величины опорного напряжения в уст ройстве через время, нескойько превышающее время задержки линии задержки 3, вырабатывается сигнал, указывающий, что преобразование закончено и выходной код счетчика 8 можно считать дпя дальнейшей обработки. Так как время затухания входных импульсов уменьшается с уменьшением амплитуды измеряемых на- 20 пряжений, лежащих в определенном диапазоне, то и время преобразования и выработки сигнала об окончании преобразования соответственно уменьшается. Таким образом, определяется окончание 2$ преобразования в каждом конкретном случае, т.е. среднее время преобразования измеряемых напряжений в заданном диапазоне в предлагаемом устройстве оказывается меньше, чем в известном. 30

Формула изобретения

Логарифмический аналого-цифровой пре-З5 образоватепь, содержащий счетчик и ключ, выход которого соединен с первым входом первого порогового элемента и выходом пинии задержки, выход которой подключен к первому входу второго порогового элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения среднего времени преобразования, в него введены два триггера, формирователь импуль сов, ннвертор, конденсатор, резистор, третий пороговый элемент и источник опорного напряжения, выход которого соединен с вторыми входами первого и второ го пороговых элементов, выхоцы которых подключены к вхоцам первого триггера, выход которого через формирователь импульсов под» ключен к входу. счетчика и входу инвер-. тора, выход которого соединен с первым вывоцом конденсатора и входом третьего порогового элемента, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной, а управляющий вход ключа соединен с входом второго триггера, выход которого через резистор соединен с первым выходом конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Жилинскас P.-П. П. Измерители отнршения н их применение в радиоизмерительной технике. 1975, с. 75, рис.3.20., 2. цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. Шляндина В. М., 1972, с. 23-24 (прототип).

906002

Составитель B. Махнанов

Редактор И. Мнтровка Текред Е. Харитончнк Корректор М. Пожо

Заказ 397/74 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб.; д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4