Логарифмический преобразователь Советский патент 1976 года по МПК G06G7/24 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано тфн построении устройств цля вычисления логарифмов, множительно-делительных устройств, цецибелметров.

Известен логарифмический преобразователь, содержащий последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый ключ, интегратор, функциональный частотный преобразова- ель, второй ключ и счетчик, схему сравнения, входы которой соединены соответственно с источником входного сигнала и выходом интегратора, а выход - с блоком управления, выходами подключенным к управляющим входам ключей и функциональному частотному преобразователю.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия логарифмического преобразователя.

Это достигается тем, что в логарифмический преобразователь введены преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь и дополнительный ключ Выход старших разрядов счетчика дополнительно связан с входом младших разряпов

счетчика через последовательно включенные преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь н дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с блоком управления.

На фиг. 1 представлена структурная схема логарифмического аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу ;схе мы.

Входное напряжение Uj проведено к одному из входов схемы 1 сравнения, выход которой через блок 2 управления связан с ключами 3, 4, 5 и с функциональным частотным преобразователем 6. Выход источника 7 опорного напряжения через ключ 3 и интегратор 8 соединен со схемой 1 сравнения и с функциональным частотным преобразователем 6, выход которого через ключ 4 связан со старшими разрядами 9 счетчика ДО. Старшие разряды 9 подключены к входу преобразователя 11 код-аналог и к младшим разрядам 12 счетчика 10, выход преобразователя код-аналог через измерительный частотный преобразователь 13 и ключ 5 - к младшим разрядами Л 2 счетчика 1О. Устройство работает следующим образом В доходном состоянии ключи 3, 4, 5 за 1ФЫТЫ. а на вход схемы 1 сравнения подан напряжение U По команде Пуск с блоjca 2 управления открывается ключ 3 « опо вое напряжение поступает на вход интегратора 8, на выходе которого напряжение изменяется по закону инт t ,(1) где Т - постоянная времени интегратора t - время. Через время t t блок управления вырабатывает команду, по которой запускается функциональный частотный преобразователь 6 и открываются ключи 4,5. Частота на выходе функционального частотного преобразователя обратно пропорциоиальна входному напряжению, т.е. К ц-с ИНТ где к - коэффициент преобразователя функ ционального частотного преобразователя. Импульсы с выхода функционального частотного преобразователя 6 через ключ 4 поступают в старшие разряды 9 счетчика 10. При равенстве напряжений U и U срабатывает схема 1 сравнения и через блок 2 управления закрывает ключи 4,5. В результате в старших разрядах счетчика записывается число Kt(,). Подставляя значение ft,, из выражения (1) получим (en -ghiJ Kt(fHU/en -EtttJ При (n| pfiij o f( Kt: еии. Однако при малой дискретности возни/сает значительная погрешность преобразования, так как в действительности число N. соответствует N KtEttU, (см. фиг. 2), т.е. равно логарифму от напряжения, соответствующего моменту появ ления последнего импульса. Для уменьшения погрешности от дискретности использу ется кусочно-линейная аппроксимация лога рифмической зависимости в промежутках между импульсами с выхода функционального частотного.преобразователя. Кусочнолинейная аш1| оксимаавя осуществляется с помощью функционального преобразователя 11 код-аналог, линейного измерительного частотного преобразователя 13, 5 и младших разрядов счетчнка 1О, Аппроксимация осуществляется следующим образом: Напряжение на выходе преобразователя код-аналог 17 j JJ управляется кодом N со старших разрядов 9, причеми пророрцнонально тангенсу угла наклона оС на участке атфоксимации(оС jofg, ... .оС ). НапряхсениеЦ поступает на вход измерительного частотного преобразователя 13, с выхода которого через ключ 5 импульсы в младшие разряды 12 счетчика 10. Так как напряжение пропорционально скорости на участке аппроксимации, а приращения функции у а Рп t одинаковы, то количество импульсов, поступающих с выхода измерительного частотного преобразователя на младшие разряды 12, одинаково на каждом участке аппроксимации. При изменении состояния старших разрядов, т.е. с приходом очередного импульса с функционального частотного преобразователя, происходит переход на следуклпий участок аппроксимации и сброс младших разрядов. В момент равенства напряжений 11,. и блок 2 управления выдает команду, по которой ключ 5 закрывается. В резуль тате в младших разрядах 12 счетчика 1О записывается числоМ аР« t -aPnt , где а Ktr . Учитывая, что получим в счетчике число , где к - число младших разрядов. При этом значительно повышается точность преобразования, так как уменьшаются требования к динамическому диапазону функционального частотного преобразователя, а следовательно, повышается его точность. Требования к аппроксимирующей цепи невысокие, с ее помощью отрабатываются только младшие разряды. В таком же преобразователе можно значительно повысить быстродействие по сравнению с известным устройством при одинаковой погрешности от дискретности. Формула изобретения Логарифмический преобрлловатоль, coriepжащий последовательно соецииенныо истотник опорного напряжения, первый ключ, иктег-ратор, фушш11овальвый частотный преобразователь, второй ключ и метчик, схему сравнения, вхооы которой соединены соответственно с источником вхо(шого сигнала и выходом интегратора, а выход - с блоком управления, выходами подключенным к управляюшим входам ключей и функциональному частотному преобразователю, отличающийся тем, что, с пелью повышення точности, в него ввецены преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь и дополнительный кл10ч, причем выход старших разрядов счетчика дополнительно связан с входом младших разрядов счетчика через последовательно включенные преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь и дополннтельны1й ключ, управляющий вход которого соединен с блоком управления.