Логарифмический цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1986 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислитель- ной технике и может быть использовано для преобразования цифровых величин в аналоговые с функциональным преобразованием по логарифмическому закону.

Цель изобретения - повышение быс родействия.

На чертеже приведена функциона ть ная схема предлагаемого логарифмического цифроанало ового преобразователя .

Логари4 1ический цифроаналоговый- преобразователь (ЦАП) содержит п цифроаналоговых декадных преобразователей 1 - 4 (ЦАП 1. - цифроаналоговый преобразователь старшей декады) дешифратор 5, t1 -1 управляемых делителей 6-8 напряжения, дополнительны сумматор 9, масштабирующий ЦАП 10, логарифмирующий блок 1, сумматор 1

Устройство работает следующим образом.

Поступающий на вход устройства двоично-десятичный код подается на входы п ЦАП 1-4. Число h - целое десятичное число, определяющее ширину динамического диапазона изменения

чисел, представленных входным кодом. , ким образом, на вьтоде устройства

Динамический диапазон данного устройства равен . Каждой декаде динамического дипазона соответствуют четыре двоичных разряда входного кода, кото рые подаются на входы соответствующих ЦАП 1-4. На входы ЦАП 1 подаются четыре разряда старшей декады, на входы ЦАП 4 - соответственно самой младшей декады. Кроме того, входной двоично-десятичной код поступает на входы дешифратора 5, определяющего номера декады, в которых все четыре двоичных разряда имеют значение логического нуля. В зависимости от того, какие декады содержат одни логические нули входного кода, дешифратор 5 вырабатывает сигналы управления h -1 делителями 6-8 напряжения. .Коэффициент передачи управляемых делителей 6-8 напряжения может принимать значения 1/10, где ,l,2,... H-l. Одновременно с этим дешифратор 5 определяет, в какой декаде ди- намичейкого диапазона находится число, представленное входным кодом, и формирует сигналы, подаваемые на входы масштабирующего ЦАП 10, соответствующие номеру этой декады. Например, если входной код соответполучается напряжение, величина ко рого равна log а,.

Если входной код соответствует двузначному десятичному числу 35 а,а (а,1,2,3...9); (,1,2...9

которое.находится в пределах второ декады динамического диапазона, то управляюн1ий сигнал с выхода дешифр тора 5 устанавливает коэффициент п редачи делителя 8 напряжения младшей декады равным 1/10, а у осталь делителей 6 и 7 напряжения коэффиц ент передачи остается равным 1. Пр этом на И-и вход дополнительного су матора 9 поступает напряжение вели ной a,j/10 , а на (п-1)-й вход - на пряжение величиной а,. На выходе д полнительного сумматора 9 получает напряжение величиной а,, aj, а на ходе логарифмирующего блока 11- log а 4, ag. Одновременно с этим де шифратор 5 устанавливает на входах масштабирующего ЦАП 10 код, соотве ствующий номеру декады, в которой ходится число а( а g. На выходе масш табирующего ЦАП 10 появляется напр жение , равное по величине одному ш ГУ квантования, величина которого

4S

SO

55

ствует числу а,, находящемуся в пределах первой декады динамического диапазона (,1,2...9), то дешифратор 5 устанавливает на управляющих входах делителей 6-8 напряжения сигналы, при которых коэффициент передачи каждбго делителя напряжения равен 1, а на входе масштабирующего ЦАП 10 устанавливается код,-при котором выходное напряжение ЦАП 10 равно нулю,

Входной код числа а, преобразуется в ЦАП 4 младшей декады в аналоговое напряжение, которое без ослабления управляемым делителем 8 напряжения поступает на вход дополнительного сумматора 9. При этом на остальных входах дополнительного сумматора 9 напряжения равны нулю, так как

остальные разряды входного кода содержат одни логические нули. С выхода .дополнительного сумматора 9 напряже- ние, равное величине д,;, подается на вход логарифмирующего блока I1, на

выходе которого величина напряжения равна log а,. С выхода логарифмирующего блока 1 напряжение поступает на вход сумматора 12, на другом нходе которого напряжение равно нулю. Таполучается напряжение, величина которого равна log а,.

Если входной код соответствует двузначному десятичному числу а,а (а,1,2,3...9); (,1,2...9),

которое.находится в пределах второй декады динамического диапазона, то управляюн1ий сигнал с выхода дешифратора 5 устанавливает коэффициент передачи делителя 8 напряжения младшей декады равным 1/10, а у остальных делителей 6 и 7 напряжения коэффициент передачи остается равным 1. При этом на И-и вход дополнительного сумматора 9 поступает напряжение величиной a,j/10 , а на (п-1)-й вход - напряжение величиной а,. На выходе дополнительного сумматора 9 получается напряжение величиной а,, aj, а на выходе логарифмирующего блока 11- log а 4, ag. Одновременно с этим дешифратор 5 устанавливает на входах масштабирующего ЦАП 10 код, соответствующий номеру декады, в которой находится число а( а g. На выходе масш- табирующего ЦАП 10 появляется напряжение , равное по величине одному ша- ГУ квантования, величина которого

S

O

5

3

выбрана равной log 10 (устанавливает ся с помощью опорного напряжения ЦАП 10). Таким образом, на выходе сумматора 12 находится напряжение, величина которого равна логарифму . числа , установленного входным кодом .

ивык о§с11,а2+5 о 10 6о(а,,),аг.

Аналогично при нахождении числа представленного входным кодом, в k-й декаде динамического диапазона коэффициент передачи делителя 8 напряжения младшей декады устанавливается равным , делителя напряжения следующей декады 1/10., следующей и так далее. Коэффициенты передачи делителей напряжения, соответствующих декадам входного кода, содержащем одни логические нули, остаются равными 1. Выходное напряжени масштабирующего ЦАП 10 устанавливается равным (k-1) log 10.

Таким образом, на выходе сумматора 12 формируется напряжение, по величине равное логарифму числа, установленного входным кодом. При этом логарифмический блок 1 работает в узком динамическом диапазоне, так как благодаря делению напряжения, поступающего с выходов ЦАП 2-4, на выходе дополнительного сумматора 9 диапазон изменения напряжения равен одной декаде. Восстановление динами- ческого диапазона на выходе устройства осуществляется путем суммирования с выходным напряжением масштабирующего ЦАП 10.

Редактор. С. Лисина

Заказ 3614/56Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

..Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

o

5

1

j

5

0

0

4764

Формула изобретения

Логарифмический цифроаналоговый .преобразователь, содержащий первый цифроаналоговый преобразователь старшей декады входного двоично-десятичного кода, масштабирующий цифро- аналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого cy rмaтopa, выход которого является выходной шиной логарифмического преобразователя, второй вход подключен к выходу логарифмирующего блока, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия при сохранении точности преобразования, введены дешифратор, п -1 декадных цифроаналоговых преобразователей, где П - число декад входного двоично-десятичного кода, h -1 управляемых делителей напряжения, второй сумматор, выход которого подключен к входу логарифмирующего блока, первый вход подключен к выходу первого циф- роаналогового преобразователя старшей декады, -1 входов подключено к выходам соответствующих управляемых делителей, напряжения, аналоговые входы которых подключены к выходам соответствующих декадных цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы подключены к соответствующим первым выходам дешифратора, вторые выходы которого подключены к соответствую- ищм входам масштабирующего цифро- аналогового преобразователя, входы дешифратора объединены с соответствующими входами h декадных цифро- аналоговых преобразователей и являются входными шинами преобразуемого двоично-десятичного кода.

Составитель В. Першиков

Техред О.Гортплй Корректор И. Муска

Подписное

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет осуществлять преобразование входного двоично-десятичного кода в пропорциональное его логарифму напряжение. Яходиой код подается на входы декад- цифроаналоговых преобразователей 1,2, 3, 4 и на вход дешифратора 5. Аналоговые сигналы с выходов ЦАП 2, 3, 4 через управляемые делители напряжения 6, 7,8 поступают на входы дополнительного сумматора 9, который осуществляет их сложение с ригналом, поступающим с выхода ЦАП 1. Коэффи- -циент передачи управляемых делителей напряжения 6, 7, 8 определяется сигналами с первого выхода блока 5. Сигналы с второго выхода блока 5 преобразуются масштабирующим цифроана- логовым преобразователем 10 и суммируются в сумматоре 12 с сигналом с выхода дополнительного сумматора 9, прошедшим через логарифмирующий блок 11. Высокая точность преобразования обеспечивается за счет работы логарифмирующего блока 11 в узком динамическом диапазоне, а повьш1ение быстродействия - за счет распараллеливания операции оценки порядка преобразуемого числа. 1 ил. (Л |С 4 31 м Од