Преобразователь логарифма отношения напряжений во временной интервал Советский патент 1990 года по МПК G01R19/10 

10

f5

20

2И-НЕ 5 и элемента ИЛИ 7, S-входом триггера 12 и через инвертор 8 с вторым входом элемента 2И-НЕ 6, выход которого соединен с S-входом триггера 11, выход компратора 1 соединен с первыми входами элемента ИЛИ 7 и элементов 2И-НЕ 5 и 6.

Выход элемента 2И-НЕ 5 соединен с S-входом триггера 10 и первым входом элемента ЗИ 9, второй вход которого соединен с управляющим входом ключа 3 и прямым выходом триггера 10, инверсный выход которого соединен с управляющим входом ключа „ Третий вход элемента ЗИ 9 соединен с выходом элемента ИЛИ 7. R-входы триггеров 10 - 12 объединены и соединены с шиной 18 синхронизации, выход элемента ЗИ 9 и прямые выходы триггеров 11 и 12 соединены с выходными зажимами 19-21 соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналом по шине 18 синхронизации 25 триггеры 10-12 устанавливаются в исходное состояние, при этом ключ Ц размыкается, а ключ 3 замыкается и через преобразователь 15 напряжение - ток (в простейшем случае резистор) от напряжения U, начинается заряд (фиг.2а) конденсатора И зарядным током KU, , где К - коэффициент преобразования преобразователя 15. В случае, если соотношение между входными напряжениями 1Т1 и U такое, что , то в момент времени Т, (фиг.2а, в) напряжение на конденсаторе становится равным U4, следовательно ,CUl/KU1, где С - емкость конденсатора . В этот момент происходит установка триггера 12 в единичное состояние.

В момент времени TV, (фиг.26) напряжение на конденсаторе 1 станет равным U1. В этот момент на выходах компараторов 1 и 2 появятся состояния логической единицы и через элемент 2И-НЕ 5 произойдет установка триггера 10 в единичное состояние, ключ 3 разомкнется, а ключ k замкнется (фиг.2г). Начинается экспоненциальный разряд накопленного заряда конденсатора 1 через резистор 13. В момент времени Т3 (фиг.2в) напряжение на конденсаторе 14 станет равным 55

1559299л

x(Ui/U/), где R - сопротивление резистора 13. Интервал времени ut ТЭ-Т выделяется элементом ЗИ 9, и на выходном зажиме 19 формируется логический сигнал, длительность которого пропорциональна логарифму отношения входных напряжений (фиг.2е), В случае, если , , установка триггера 10 в единичное состояние произойдет в момент времени ТА

30

35

40

45

50

(фиг.2в), а в момент времени Т, произойдет установка триггера 11 в единичное состояние через инвертор 8 и элемент 2И-НЕ 6. На выходном зажиме 20 (фиг.2д) появится сигнал об изменении знака логарифма. В этом случае разряд конденсатора 1 будет происходить от напряжения U-j до напряжения Uf . В момент времени Т, произойдет сравнение напряжения на конденсаторе 1 с напряжением U., (формируется компаратором 2) и через элемент ЗИ 9 прекратится подача сигнала на выходной зажим 19. Интервал времени можно записать в виде dtj -RC In (U г/U.,), или At3 RC Tin (U4/U,).

На выходном зажиме 21 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению напряжений Ц, и U-2 (фиг.2ж), а на выходном зажиме 20 формируется сигнал, какое из напряжений U1 или U-i больше. Отношение напряжений получается из соотношения

dtt Tf CU2/KU, ;

/3t+ T4 CU2/KU, (при ,)

с учетом того, что величины С и К - неизменные.

Формула изобретения

Преобразователь логарифма отношения напряжений во временной интервал, содержащий первый и второй компараторы, первый и второй ключи, первый и второй логические элементы 2И-НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, конденсатор, резистор, элемент ЗИ и инвертор, преобразователь напряжение - ток, причем неинвертирующие входы первого и второго компараторов соединены с первым выводом конденсатора, выходом первого и входом второго ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера и вторым входом

Uг, следовательно

- тэ-тг)

U-U,e

можно записать

vmMAtj Ts-T7 -RC ln

5

0

5

5

0

5

0

5

0

(фиг.2в), а в момент времени Т, произойдет установка триггера 11 в единичное состояние через инвертор 8 и элемент 2И-НЕ 6. На выходном зажиме 20 (фиг.2д) появится сигнал об изменении знака логарифма. В этом случае разряд конденсатора 1 будет происходить от напряжения U-j до напряжения Uf . В момент времени Т, произойдет сравнение напряжения на конденсаторе 1 с напряжением U., (формируется компаратором 2) и через элемент ЗИ 9 прекратится подача сигнала на выходной зажим 19. Интервал времени можно записать в виде dtj -RC In (U г/U.,), или At3 RC Tin (U4/U,).

На выходном зажиме 21 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению напряжений Ц, и U-2 (фиг.2ж), а на выходном зажиме 20 формируется сигнал, какое из напряжений U1 или U-i больше. Отношение напряжений получается из соотношения

dtt Tf CU2/KU, ;

/3t+ T4 CU2/KU, (при ,)

с учетом того, что величины С и К - неизменные.

Формула изобретения

Преобразователь логарифма отношения напряжений во временной интервал, содержащий первый и второй компараторы, первый и второй ключи, первый и второй логические элементы 2И-НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, конденсатор, резистор, элемент ЗИ и инвертор, преобразователь напряжение - ток, причем неинвертирующие входы первого и второго компараторов соединены с первым выводом конденсатора, выходом первого и входом второго ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера и вторым входом

элемента ЗИ, R-входы первого, второго и третьего триггеров соединены с шиной синхронизации устройства, инвертирующие входы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым входными зажимами устройства, вторые выводы конденсатора и резистора соединены с общей шиной устройства, а первый вы- вод резистора соединен с выходом второго ключа, отличающийся тем, что, с целью упрощения .и повышения быстродействия, вход преобразователя напряжение - ток соединен с первым входным зажимом устройства, выход преобразователя напряжение - ток соединен с входом первого ключа, выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго

элементов 2И-НЕ и элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с выходом второго компаратора, вторым входом первого элемента 2И-НЕ, -входом третьего триггера и входом инвертора выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с S-входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым выходным зажимом, выход элемента ЗИ соединен с первым выходным зажимом, а третий вход элемента ЗИ соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход элемент.-: ЗИ соединен с выходом первого элемента 2И-НЕ и S-входом первого триггера, прямой выход третьего триггера соединен с третьим выходным зажимом устройства.

Изобретение относится к средствам преобразования логарифма отношения двух напряжений во временной интервал. Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия устройства. Для этого первоначально триггеры 10-12 устанавливаются в исходное состояние, ключ 3 замыкается, а ключ 4 размыкается, затем начинается заряд конденсатора 14 через преобразователь 15 напряжение-ток от напряжения U₁. В зависимости от соотношения напряжений U₁ и U₂ срабатывает либо компаратор 1, либо компаратор 2, через элемент 2И-НЕ 5 триггер 10 переключает ключи 3 и 4, начинается разряд конденсатора 14 на резистор 13, элемент 3И 9 начинает формировать выходной импульс, конец которого определяется повторным срабатыванием одного из компараторов 1 или 2. Длительность полученного импульса пропорциональна логарифму отношений напряжений U₁ и U₂. Логическое элементы 2И-НЕ 6, ИЛИ 7, инвертор 8, триггер 11 формируют информацию о знаке логарифма. На прямом выходе триггера 12 формируется сигнал, длительность которого пропорциональна отношению входных напряжений. 2 ил.

Ui

X

И-Й-1

+ п&

20

21

0W