Логарифмический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06G7/24 

фс/е./

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для преобразования электрических сигналов по логарифмическому закону, к может быть ис- пользовано в радиоизмерительной технике .

Цель изобретения - повышение точности и стабильности преобразователя.

На фиг.1 изображена функциональ- ная схема логарифмического преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов в характерных точках преобразователя.

Логарифмический преобразователь (фиг.1) содержит аттенюатор 1, первый коммутатор 2, сумматор 3, компаратор 4, зарядно-разрядную КС-цепь 5, генератор 6 импульсовJ делитель 7 частоты, второй коммутатор 8, блок 9 вычи- тания, первый фнпьтр 10 нижних частот, первый дифференцнальньш усилитель 11, формирователь 12 коротких импульсов, второй 13 нижних час- гот и второй дифференциальный ус или- тель 14, соединенные по приведенной , схеме

Блоки 5-7 и 12 образуют генератор 15 экспоненциальных колебаний,

Логари.фмический преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал подается непосредственно и через аттенюатор 1 на информационные входы первого коммутатора 2. С выхода коммутатора 2 сиг налы с амплитудами IJ, и l подаются на первый вход су -1матора 3, выход которого подключен к второму входу компаратора 4, на первьм вход которого подается экспоиенци;гтьное колебание с выхода зарядно-раэрядной RC-цепн 5. На выходе компаратора 4 ф(|рмируются сигналы длитeлыiocтью t и t о- ответствующие первому и второму тактам измерения, которые задаются генератором 6, через делитель 7 управляющим коммутаторами 2 и 8. Выходной сигнал с вьп;ода компаратора 4 подается на информационный вход второго коммутатора 8, на вькоде которого получаются сигнялы с длительностью t и t . Эти сигналы подаются на входы блока 9 вычитания. Периьп1 выход второго коммутатора 8 является выходом преобразователя.

Для стабш мчаццц экспоненты сигнал с выхода делителя 7 частот ь; подается на вход формирова гел я 12 короткш-; импульсор и латем a RC-цепь 5. Экспоненциальные колебания с КС-цепи 5 подаются на вход первого фильтра 10 нижних частот, выходной сигнал которого подается на первый вход дифференциального усилителя 14. Выходной сигнал дифференциачьного усилителя 14 подается на управление постоянной Бремени RC-цепи 3 путем изменения сопротивления ее резистора. В качестве регулятора постоянной времени может быть использован, например, оптрон, резистор которого включается последовательно с конденсатором и образует раздельную цепь, определяющую параметры экспоненть.

В предлагаемом преобразователе нестабильность пост;:янной времени уменьшается в К раз, где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 14,

Изменяя опорное напряжение Upj, , можно менять постоянную времени с экс 1оненты.

Длительность импульса на первом выходе второго коммутатора 8 определяется выражением t;,, Т + t (lnUf - lnU(,), где и - амплитуда входного сигнала, подающегося непосредственно на вход первого коммутатораJ Up - максимальная амплитуда экспоненциальных колебаний; tf - постоянная времени экспоненты.

Д: 1ительность импульса t на втором вькоде второг о коммутатора В определяется выражением ,

Т +

Ui

+ ь (In и - In и„), где и Y

плитуда сигнала, подаваемого на второй вход первого коммутатора через

и

аттенюатор, К -,- - коэффициент пения аттенюатора.

На выходе фршьтра 13 нижних частот

ср

среднее значение напряжения U,

Е -i6yx i..tjjb.i У

2Т 2Т и

тU4

1ак как отношение -- - определяет-

- 2

с:я коэффициентом деления аттенюатора, т,е. не меняется при изменении входного сигна-па. то при стабилизации разница t, - t, ,у,

- tin К остается постоянной и при наличии дрейфа порог-а срабатывания компаратора 4 система отрабатывает сигнал (Ujp), который подается на второ вход сумматора 3, поддерживая разницу t,-t постоянной.

Выходом преобразователя является первьй выход второго коммутатора 8. Выходное напряжение определяется выражением

Uc

5 tjJJAlJ

2 Т с учетом дрейфа порога срабатывания компаратора AU и компенсирующего напряжения Ujp, которое действует на тот же вход, выражение принимает ви

., Е Ег, и -н i и - UCP ъь 7 9т1 и

2 2Т

и„

Под действием цепи обратной связи L cp ли, т.е.

1 5ti У вык ( 2 2Т Uo

Осциллограммы в характерных точках преобразователя показаны на фиг.2.

Формула изобретения

Логарифмический преобразоватапь, содержащий генератор экспоненциальных колебани, выполненный в виде после- довательно включенных генератора импульсов, делителя частоты, формирователя коротких импульсов и зарядно- разрядной КС-цепи, выход которой является выходом генератора экспоненци- альных напряжений и подключен к входу первого фильтра нижних частот и к первому входу компаратора, отличающийся тем, что,с целью повышения точности и стабильности,пре-

5

0

5

0

5

5 0

образователя, в него введены аттенюатор, первый и второй коммутаторы, сумматор, блок вычитания, первый и второй дифференциапьные усилители и второй фильтр нижних частот, вход и вьЕход которого соединены соответственно с выходом блока вычитания и с первым входом первого дифференциального усилителя, подключенного вторым входом к первой шине задания опорного напряжения, выход первого дифференциального усилителя соединен с первыь) входом сумматора, второй вход и вьгход которого подключены соответственно к выходу первого коммутатора и к второму входу компаратора, первый и второй информационные входы первого коммутатора соответственно подключены непосредственно и через аттенюатор к информационному входу преобразователя, выход компаратора соединен с информационным входом второго коммутатора, первьгй выход которого подключен к первому входу блока вычитания и является выходом преобразователя, а второй выход соединен с вторым входом блока вычитания, резистор зарядно-разря/гной RC-цепи выполнен управляемым и подключен управляющим входом к вь:ходу второго дифференциального усшштеля, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходо : первого фильтра нижних частот и с второй шиной задания опорного напряжения, управля- юшие входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу делителя частоты генератора экспоненциальных колебаний.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для преобразования электрических сигналов по логарифмическому закону, и может быть использовано в вычислительной и в радиоизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и стабильности преобразователя. Логарифмический преобразователь содержит аттенюатор 1, первый комму т-: тор 2, су матор 3, компаратор 4, : apflji,ii3 разрядную КС-цепь 5, генератор нмиуль сев 6 5 делитв-пь частоты 7, Е горой коммутатор 8. блок вычитания 9 первый фильтр нижних частот 10, первый дифференциальньп; усилитеуть 11, формирователь коротких импульсов 12j второй фильтр нижних частот 13s, второй дифференциальны усилитель 14: Дсстн жение поставленной цели обеспечено благодаря введению в пре бразозатель аттенюатора, первого и Еторого когог- таторов, сумматора, блока вь1чита1 ия и первого и второго дифференциальных усилителей, обеспечивающих стабилизацию постоянной времени экспоненциальных колебаний и формируемых временных интервалов. 2 ил. .10