Логарифмический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов по логарифмическому закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

По основному авт.св. № 809232 известен логарифмический преобразователь, содержащий соединенные последовательно источник опорного напряжения, первый ключевой элемент, интегратор, блок .сравнения, блок управления, второй вход блока сравнения является входом преобразователя, генератор импульсов, выход которого через второй ключевой элемент подключен к счетному входу управляемого делителя частоты, выход блока управления соединен с управляющими входами первого и второго, ключевых элементов, выход управления делителя частоты подключен к входу ;счетчика, выход младших разрядов которого, соединен с входом Ларших разрядов и с регулирующим входом управляемого делителя -частоты l.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность работы.

Цель изобретения - повышение точности .воспроизведения логарифмической зависимости.

Для достижения цели логарифмичес кий преобразователь, содержащий соединенные последовательно источник опорного напряжения, первый ключевой элемент, интегратор, блок сравнения, блок управления, второй вход блока сравнения является входом преобразователя, генератор импульсов выход которого через второй ключевой элемент подключен к счетному входу управляемого делителя частоты, выход блока управления соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, выход управляемого делителя частоты подключен к входу счетчика, выход младших разрядов которого соединен с входом старших разрядов и с регулирующим входом управляемого делителя частоты, введены сумматор, аналого-цифровой преобразователь,п масштабных усилителей, п цифроаналоговых преобразователей, причем выход сумматора подключен к входу аналого-цифрово го преобразователя, аналоговый вход первого из п дифроаналоговых преобразователей соединен с выходом источника опорного напряжения, выход 1-го (i 1,п) цифроаналогового преобразователя подключен к входу i-ro масштабного усилителя и к аналоговому входу (i+l)-ro цифроаналогового преобразователя, выходы всех масштабных усилителей подключены к соответствующим входам сумматора, выходы младших разрядов счетчика соединены с кодовыми входами цифроанапоговых преобразователей, выходы Старших разрядов счетчика и выходы аналого-цифрового преобразоватля являются выходами логарифмическо преобразователя.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного логарифмического преобразователя.

Схема включает блок 1 сравнения, блок 2 управления, .источник 3 опорного напряжения, первый ключевой элемент 4, интегратор 5, генера-тор 6 импульсов, второй ключевой элемент 7, управляемый делитель 8 частоты, счетчик 9, цифроаналоговые преобразователи 10, lOjf-.-rlO масштабные усилители И,,,.,., сумматор 12, аналого-цифровой преобразователь 13, вход 14 и выходы 15 логарифмического преобразователя.

Логарифмический преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии первый и второй ключевые элементы 4 и 7 закрыты, на вход блока 1 сравнения подано напряжение со входа 14. Коэф:фициент деления управляемого делителя 8 частоты установлен равным М где - выбранное основание -логарифма. Коэффициент пересчета младших разрядов счетчика 9 выбран равным Е.

По команде с блока управления 2 открывается первый ключевой элемент 4 и опорное напряжение поступает на вход интегратора 5; напряжение на выходе которого изменяется по закону:

U t U.-f-, И1

где и

напряжение источника 3 опорного напряжения; 1 - постоянная времени интегрирования интегратора 5. По команде с блока 2 управления замыкается второй к.лючевой. элемент и с генератора 6 импульсов на вход младших разрядов счетчика 9 через управляемый делитель 8 частоты поступают импульсы с частотой

1

,21

.

/мОт

где Т

период следования импульсов генератора импульсов 6;

,0 М основание формируемой логарифмической зависимости. При этом на выходе первого цифроаналогового преобразователя 10 формируется ступенчатое напряжение

()

где Ц., - коэффициент пропорциональности,

V 0,1,2 f,,К К К - число импульсов в пределах целой части логарифма, равное коэффициенту пересчета младших разрядов счетчика 9. На выходах цифроаналоговых пре:Обраэователей 10:,, 102 f... 10 f, формируются напряжения соответственно U, - оЦЦТак как логарифмическая функция раскладывается в степенной ряд X Х J f(x)eqg-() Wf (), то при установлении коэффициентов передачи масштабных усилителей 11, 112,..., соответственно епмирЦ 2епмидЦ12 иепмидЦи2...1.п М инверсном включении каждого второ го из п масштабных усилителей 11-,, Il2r..., 11п на выходе сумматора 12 формируется аналоговое напряжение, Которое описывается выражением (5) с точностью до (п+1)-го члена ряда На выходе аналого-цифрового преобразователя 13 при этом фиксируется дробная часть логарифма. К-ый импульс управляемого делителя 8 часто ты с выхода младших разрядов счетчи ка 9 поступает на.регулирующий вход управляемого делителя частоты 8 и одновременно на вход старших разрядов счетчика 9, фиксируюммх целую часть логарифма При этом коэффициент деления управляемого делителя 8 частотыустйнавливается равным М. Теперь импульсы от генератора 6 импульсов поступанзг на вход счетчика 9 через управляемый делитель 8 с частотой f1 2 уи1т Величина К выбирается в зависимости от требуемой погрешности и от дискретности квантования выходного напряжения цифроаналоговых прео азователей 10,102. 10 при аппроксимации логарифмической зависимости рядом (5). В момент равенства выходного напряжения интегратора 5 и напряжения на входе 14 логарифмического преобразователя блок 2 управления выдает сигнал, закрывающий второй ключевой элемент 7. В результате на выходе логарифмического преобразователя фиксируется число .N2 , , (8) где UBX напряжение на входе 14 логарифмического преобразователя;М - число, соответствующее дробной части логарифма N2 - число, соответствующее целой части логарифма. По сравнению с устройством-про-тотипом предложенный логарифмический преобразователь обладает более высокой точностью воспроизведения логарифмической зависимости«

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт-.св. 809232,, от-, личающийся тем, что, с целые повышения точности воспроизведения логарифмической зависимости, в него введены cyNMaTop, аналого-цифровой W преобразователь,п масштабных усилителей, п цифроаналоговых преобразователей, причем выход сумматора подключен к входу аналого- цифрового преобразователя, аналоговый вход перfeoro из -п цифроаналоговых преобра -. -зователей соединен с выходом источника опорного напряжения, выход i-го (i 1,п) цифроаналогового преобразователя подключен к входу (-ГО масштабного усилителя и к.аналоговому входу (i+l)-ro циФроанало- гового преобразователя, выходы всех масштабных усилителей подключены к соответствующим входам сумматора, выходы младших разрядов счетчика . соединены с кодовыми входами цифроаналоговых преобразователей, выхоДы (Л старших разрядов счетчика и выходы аналого-цифрового преобразовАТбшя с являются выходами логарифмического преобразователя. 4 to о OQ C7i ;