Логарифмический аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1989 года по МПК G06G7/24 

(Л

ел

со

3150

Изобретение относится к автоматике -и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычисли- тельной техники.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства.

На чертеже приведена функциональная схема логарифмического аналого- цифрового преобразователя.

Предлагаемый логарифмический аналого-цифровой преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 формирования показательной функции, одновйбратор 3, элемент НЕ 4, элемент И 5, элемент 6 задержки, счетчик 7, регистр 8 результата, компаратор 9, источник 10 опорного напряжения, первый ключ П, нако- пительный конденсатор 12, буферный усилитель 13, второй ключ 14 и преобразователь 15 напряжение - ток,

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

При включении питания компаратор 9 срабатывает, так как в исходном состоянии конденсатор 12 разряжен, и запускает одновйбратор 3 Выходным импульсом одновибратора замыкается первый ключ 11, через который заряжается накопительный конденсатор 12 до уровня опорного напряжения U., и запрещается посредством элемента НЕ 4 прохождение импульсов генератора 1 на счетчик 7 Задержанный элементом 6 задержки импульс одновибра- Тора обнуляет счетчик 7, После окончания импульса одновибратора 3 раз- мыкается ключ 11 и на второй эход элемента И 5 подается с элемента НЕ 4 логическая единица, разрешающая прохождение импульсов генератора 1 чере элемент И 5 на счетный вход счетчика 7 и управляющий вход второго ключа 1.4 о С каждым импульсом генератор а 1 замыкается ключ 14, подключая выход преобразователя 15 напряжение - ток к накопительному конденсатору 2 Конденсатор 12 разряжается током преобразователя 15 в течение интервала времени, равного длительности импульса генератора I, В паузе между импульсами генератора 1 конденсатор 12 сохраняет свой заряд, так как ключ 14 разомкнут. Следовательно, с каждым импульсом генератора I, прошедшим через элемент И 5, напряжение на

конденсаторе 12 убывает. Когда оно станет равным входному напряжению (коэффициент передачи напряжения буферного усилителя равен единице), срабатьгоает компаратор 9, Выходной импульс компаратора 9 переписывает результатат преобразования со счетчика 7 в регистр 8, где этот результат хранится до поступления следующего тактового импульса, и запускает одновйбратор 3, Далее описанный процесс преобразования повторяется. Результат преобразования равен числу импульсов п генератора I, поступив- щих на счетчик 7 за время от окончания импульса одновибратора 3 до срабатывания компаратора 9:

где

п --I-, log -H. log Uo

(I)

Kt

d n + ----) 2C 2C

{

к - коэффициент преобразования преобразователя 15 напряжение - ток;

t - длительность импульса генератора 1 тактовых импульсов; С емкость накопительного конденсатора 12с,

Существование логарифмической зависимости (1) можно объяснить следующим образрМо До начала преобразования накопительный конденсатор 12 заряжен до уровня опорного напряжения и , После прихода первого импульса генератора 1 на ключ 14 напряжение на конденсаторе 12 уменьшается и становится равным

Uf 0 --1- (и, +и„), (2)

т.е. и, и,.

После второго импульса генератора 1, поступившего на кдюч 14, напряжение на конденсаторе 12

и и, - -11- (,), (3)

л

Товс Uj Up .

Аналогично после п-го импульса генератора 1, поступивщего на ключ 14, напряжение на накопительном конденсаторе 12 становится равным

Un - U,f.(4)

Следовательно, число срабатьта- ний ключа 14, равное числу импульсов

генератора 1, поступивших на счетчик 7 в течение времени от окончания импульса одновибратора 3 до срабатьгеа- ния компаратора 9, оказьгаается пропорциональным логарифму входного напряжения и.,.

DJS

Поскольку в предлагаемом устройстве срабатывания компаратора происходят синхронно с импульсами генератора 1, то в нем исключается ошибка от несинхронности о Кроме того, в предлагаемом преобразователе характеристика преобразования во всем диапазоне логарифмична, вследствие чего исключается погрешность аппроксимации.

Формула изобретения

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик, регистр результата, компаратор, подключенный первым входом к информационному входу преобразователя, а вторым входом соединенный с вькодом блока формирования показательной функции, подключенного входом запуска к выходу одиовибратора, а тактовым входом соединенного с выходом элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых и myльcoв, блок формирования показательной функции содержит последовательно соединенные буферный усилитель и преобразователь напряжение - ток, а также источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый и второй ключи подключен к выходу преобразователя напряжение - ток, общий вывод первого и второго ключей через

накопительный конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, а управляющий вход первого ключа соединен с входом запуска блока формирования показательной функции, о т л и ч а ю-

щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, и упрощения, в него введены элемент НЕ и элемент задержки, выход одновибратора через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И, соединенного выходом со счетным входом счетчика, вход обнуления которого через элемент задержки под- ключен к выходу одновибратора, а выход счетчика соединен с информацион-

ным входом регистра результата,подключенного тактовым входом к выходу компаратора и входу одновибратора, в блоке формирования показательной функции выход первого ключа подключен к входу буферного усилителя,соединенного выходом с выходом блока формирования показательной функции, тактовый вход которого соединен с управляющим входом второго ключа.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий счетчик 7, регистр 8 результата, компаратор 9, блок 2 формирования показательной функции, одновибратор 3, элемент И 5, генератор 1 тактовых импульсов , введены элемент НЕ 4 и элемент 6 задержки. 1 ил.