Логарифмический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигнапов по погари4г.1ическому закону и может, быть использовано в аналоговых вычисп тепьных машинах. Известно устройство логарифмическо преобразования, содержащее генератор экспоненциапьногю сигнала, схему сраэнения сигнапов; генератор импульсов, в тиль, счетчик l . Неаостатко устройству является уз кий диапазон преобразуемых сигналов. Наиболее близким к предложенному является. логарифмический преобразователь, содержащий И усилителей, две грутшы из п +2 блоков сравнения, две группы из tl +1 элементов И, два генератора экспоненциального напряжения, триггер, источник опорного напряжения, П усилителей соединены последовательно, выход первого генератора aKcnoHeim апьного напряжения подключен к первым входам блоков сравнения первой группы, выход второго генератора экспоненииального напряжения подключен к первы входам блоков сравнения второй грухшы, вход первого из h усилителей соединен с вторыми входами первых .из П +2 блоков сравненш первой и второй групп, выход источника опорного напряжения подключен к вторым входам последних из п +2 блоков сравнения первой и. второй групп, первый и второй выходы триггера подкгаочены к входам запуска соответственно первого и второго генераторов экспоненциального напряжения первый выход триггера соединен с первы ми входами элементов И второй группы, а второй выход соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы блоков сравнения, кроме последнего, .в каждой из групп соединены с первыми входами элементов И соответствующей группы, первый вход триггера соединен с выходом последнего блока сравнения первой группы НС входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора, первый выход которого соединен с вторыми входами пер вых элементов И первой и второй групп, второй выход дешифратора осоединен с вторыми входами вторых элементов И первой и второй групп, выходы элементов И подклю1ены к входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя 2J . Недостатком этого устройства являет ся низкое быстродействие, обусловленНое последовательным во времени опррCGM состояний блоков сравнения. Цель изобретения - повышение быстро действия. Указанная цель достигается тем, что в логарифмический преобразователь, содержащий П усилителей, первую и вторую группы из п +2 блоков сравнения в каждой группе, первую и вторую группы из И +1 элементов И в каждой группе, первый и второй генераторы экспоненц ального напряжения, триггер, источник опорного напряжения, п усилителей соединены последовательно, выход первого генератора экспоненциального напряжения подключен к первым входам блоков срав нения первой группы, выход вторбго генератора экспоненциального напряжения подключен к первым входам блоков сравнения второйгруппы,- вход первого из усилителей является входом логарифмического преобразователя и соединен с вторыми входами первых блоков сравнения первой и второй групп, выход источника опорного напряжения подключен к вторым входам последних из п +2 блоков сравнения первой и второй групп, выход -го усилителя ( 2,п) соединен с вторыми . входами { i+1 )-х блоков сравнения первой и второй групп,первый и второй выходы триггера подключены к входам запуска соответственно первого и второго генераторов экспоненциального напряжения, первый выход триггера соединен с первыми входами элементов И второй группы, а второй выход соединен ,с первыми входами элементов И первой группы, выходы блоков сравнения первой группы с первого по ( И +1 )-й подключены к вторым входам соответствующих элементов И первой грутшы, выходы блоков сравнения второй группы с первого по (Ц+1)-й подключены к вторым входам соответствующих элементов И второй группы; выход ( П +2)-го блока сравнения первой группы соединенс первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом (п +2)-го блока сравнения второй группы, введен сумматор напряжения, входы которого соединены с выходами элементов И первой и второй групп, а выход сумматора напряжения является выходом логарк(|мического преобразователя. На фиг. 1 изображена функциональная схема логари(| лического преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя. . Схема содержит уситгитепи 1 ,... f ,,. n триггер 2, первый и второй гвн&раторы экспоненииапьного напряжения .3 н 4, источник опорногю напряжения 5 бпоки сравнения первой группы 6,.,.,6, ...,б(,«г , бпоки сравнения второй группы Т.-.м 7,,...,7пч2, элементы И первой группы 8;j,..., 8fl., элементы И второй группы. 9,..., . сумматор напряжения 10, вход 11 и выход 12., Логари4мический преобразователь работает следующим образом. При переходе триггера 2 в нулевое состояние второй генератор экспоненциального напряженю 4 начинает восстана& пивать напряжение до максимального значения (фиг. 2, а, пунктирная кривая), а первый генератор экспоненциального в§с пряжения а формирует экспоненциально убы вающее Напряжение (фиг.2,а,сплошная ) .Когда напряжение на выходе первого генератора экспоненциального напояжения 3 достигает опорного, последний блок ера сравнения вырабатывает сигнал, который переводит триггер 2 в единичное состояние, в результате чего второй генератор экспоненциального напряжения 4 формирует экспоненциально убывающее . напряжение, а первый генератор экспоненциального напряжения 3 восстанавливает напряжение. На фиг, 2, а изображены напряжения на выходе первого усилителя 1 {прямая и 1 ), на выходе второго усилителя 1,2 (прямая U 2 ) и на входе 11 (прямая UBX) Когда напряжение на выходе второго генератора экспоненциального напряже нкя 4 уменьшается до значения опорного, последний блок сравнения 7щ1 возвращает триггер 2 в нулевое состояниЪТТаким образом обеспечивается автоколебательный режим .работы, при этом частота импупьсов на; вы ходе триггера 2 равна ) где J , - постоянные времени первого и второго генераторов экспоненциального напряжения 3 и 4; UQ - максимальное напряжениена выходах этих генераторов, Е - напряжение источника ойорного напряжения 5. Коэффициенты усиления всех усилителей равны динамическому диапазону перИвого и второго генераторов экспонеиниапыного напряжения 3 и 4 На выходах элементов И первой и второй групп 8п, и 9,. появляются вмпупьсы, равные длительности импупьса на, выходе триггера 2, если напряжение на выходе соединенного с конкретным эпву ментом И блока сравнения из первой в второй групп 6nv и n+jj меньше опорного, или дпитепьностью, пропорииовапьной 2f, k U вх . где L - вэмер усип тепя, выходное напряжение которого попадает в диапазон экспоненциальных напряжений, если напряженвб на входе соединенного с данным элементом И блока сравнения попадает в диапазон форми руемых экспоненциальна X напряжений. Напряжение на выходе элемента И из первой и второй групп равно нулю, еспи напряжение на входе соединенного с дааным элементом И блока сравненш больше максимального значения экспоненциальных напряжений. Среднее напряжение на выводах элементов И первой и второй групп в,| и 9у. пропорционально коэффициенту заоопнения последовательностей импульсов Ш1 них, а напряжение) на выходе 12 равно сумме напряжений на их выходах CnE-e Uo U - напряжение, соответствующее единичному состоянию элемевта И. Диаграммы напряжений (фиг. 2) соот ветствуют случаю, когда Е U вх f При этом на выходах первых блоков сравнения 6 н 7 находиться единичный потенциал, а первые элементы И 8 и 9 формируют импульсы длительностью, равной длительности импульсов на соответствующих выходах триггера 2, На фиг. 2,6 изображено напряженве на входе запуска второго/генератора sicoпоненциального напряжения 4; на фиг. 2,вна входе запуска первого генератора екопоненциального напряжения 3; на фвг.2,г,на выходе блока сравнения 6л; на фиг. 2,д - на выходе блока сравнения 7п; на фиг. 2,е,ж - соответственно tta выходах элементов И 82 и на фиг. 2, З - на выходе 12. Напряжение на ..выходе усипителя 1попадает в диапазон экспоненциальных 1О . валряжений, и впемеиты И 8-2 и 9 формируют импугаьсы дпигепьностью, rqpoпорциоиапьной th k -Ugx . Напряжевве на выходе усипйтепя 1« превышает диапазон поэтому на выходах блоков сравнения 6 и 7 нупевой потенциал, эакрывак щий элементы Я 8ч и 9, Напряжение на «выходе 12 состоит из переменной составляющей с амплитуд дои, равной единичному состоянию элемента И и длительностью, пропорционапь9О6вой 6h 1 U 8V и постоянной составляющей, равной UL . В предложенном логарифмическом преобразователе полный выходной сигнал .формируется за время, равное одному периоду последовательности импульсов на выходе триггера 2, а в известном устройстве - за п +1 периодов. -) , Таким образом, предложенный логари(|мический преобразователь гю.сравне-. нию с известным обладает в h +1 раз большим быстродействием.

-ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий п усилителей, первую и вторую группы из V +2 бгюков сравнения в каждой группе, первую и вторую группы из

SLL

В

JL

Н