Логарифмический преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06G7/24 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ и 0 триггер 4, ксгочннк 5 входного сигн ла, безынерционный сумматор 6, масштабирующий резистор 7, усилитель 8, схему сра нения 9, импульсный делитель 10 напряжен содержащий резистор 11, конденсатор 12 и ключ 13, логический элемент запрета 14, В начальный момент времени сигналом с генератора тактовых импульсов 1 запускается генератор экспоненциального напря жения 2, запитанный от исгочника опорно го напряжения 3, и переключается триггер 4, Входное Напряжение U6x от источника входного сигнала 5 на первый вход безынерциовного сумматора 6 и через масштабирующ1йй резистор 7 на вход усилителя 8. Выходное напряжение сумматора 6и К - Увх подается «а ©д.ии входа схемы сравнения 9. На второй еход э-гой схемы поступает выХ-Эднае иапряжейие (генератора 2 , где 1C- исх;тоянная времени экспоненты. В момент |раве ства U Ug схема сравнеи я 9 вырабатывает импульс, который :6fta€bJBaer г аиггер 4. Длительность выход «ОГВ «млуяь7;а, сформированного триггером 4, екааьшаегся равной /.у ta Дрвчем эгог йыгаушзс сформирован практиisecKK за время одного периода частоты генерагора 1. После ркончания импульса с выхода григгера 4 появляется импульс на .выхойе логяаеского элемента запрета 14. Этот импуяьс существует до окончания формирования напряжения TJj (обычно до Т/2). На время действия выходного импульса логитеского элемента запрета 14 ключ 13 импульсного делителя 10 напряжения замкнут в верхнее положение, и нап ) яие генератора 2, через резистор И ш -;тупаег на вход усилителя 8. В остальную часть периода этот ключ замкнут на землю (нижнее положение). Полагая коэффициент усиления усилителя 8 равным бесконечности, для средних токов можно записатьЧи где . сопротивление резистора 11, Яз,- сопротивление резистора 7, Т - постоянная времени RС-цепочки. Учитывая, что & , получим в реальном устройстве время существования напряжения Us ограничено и, как оказывалось, обычно составляет величину Т/2. Однако и в этом выбором Т можно обеспечить О. Выбрав ,/T , получим tH - fnЕсли выбрать «1, то выражения (1) я (2) совпадут, т.е. , При атом оказывается, что даже при коненнок значении. коэффициента усиления, усилителя 8 AlJ« О, и, следовательно, го выходное напряжение равно нулю, то есть усилитель 8 и делитель 1О участия в работе преобразователя не принимают (на выходе, делителя 10 напряжение равно кулю). Изменение окружающих условий, например емпературы, может изменить равенство k 1 и величину порога срабатывания схе ы 9. При этом paBeHCTBot tn окажетя нарушенным. Это приведет к появлени-ю напряжения , Усилитель 8 начнет отрабатывать рассогласование, стремясь установить . В этом случае делитель 1О и усилитель 8 принимают участие в работе преобразователя. Однако изменение величины порога срабатывания схемы сравнения 9 и коэффициента передачи k сумматора 6 обычно незнаЙ тельно и поэтому скачок входного напряжения вызывает скачкообразное (за время Т) изменение выходного импульса до величины t д. близкой к значению Ьй.. после чего начинается переходной процесс, в котором принимают участие импульсный делитель напряжения , 10 и усилитель 8. Во время переходного процесса .происходит отработка сигнала от величины 1,, близкой к t-H Д величины tj, , Поэтому время отработки скачка входного напряжения у предлагаемого преобразователя значительйо меньше, чем у известного. Причеь время отработки не зависит от величины скачка входного напряжения, так как усилитель 8 никогда не входит в насыщение. Предлагаемый логарифмический преобразователь был собран и испытан на кафедре автоматики и телемеханики СФ МЭИ. Период следования тактовых импульсов составлял 1 мс. Время вхождения в 1% зону не превышало. 1 мс при любой- величине скачка

входного напряжения. Диапазон изменения входного напряжения составлял 0,01-5 В. При этом длительность выходного, импульса составляла 1О-50О мкс. Формула изобретения

Логарифмический преобразователь, содержащий усилитель, вход которого через мяг штабируюшйй резистор соединение источником входного сигнала, генератор экспоненциального напряжения, сигнальный вход которого соединен с источником опорного напряжения, управляющий вход - с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к одному из входов схемы сравнения и через вмпульсный делитель напряжения - ко входу усилителя, и три1гер, входы которого соединены с выходами схемы сравнения и генератора тактовых импульсов, а выход является выходом устройства, отличаюю ш И И С Я тем, что, с целью повышения быстродействия в устройство вйедены безынерционный сумматор, первый вхэд которого подключен к источнику входюсо сигнала, второй вход - к выходу усилнгаля, а выход соединен со вторым входом схемы сравнения, и логический элемент запрета, входы которого соединены с выходами триггера и генератора тактовых импульсов, а выход подключен к управляющему входу импульсного делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Смолов В. Б., Угрюмов Е. П. Времялмпульсные вычислительные устройства, Энергия , 1968, с. 132.

2.Смолов В, Б. Аналоговые вычислительные машины, Высшая школа , М., 1972, с. 216.