Устройство для определения логарифма отношения двух напряжений Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

, 1 изобретение относится к области аналоговой и вычислительной техники и может бь1ть использовано в электронных измерительных установках. Известйы устройства для измерения логарифма отношения двух напряжений. Одно Из этих устройств f1 содержит кличи, схемы сравнения, дифференцирующие цепочки, элементы И и ИЛИ, триггеры, счетчик, генераторы счетных импульсов.. Наиболее близким техническим решенйШ является уЬтройство 12 дяя определение логарифма отношения двух напряжений содержащее схему сравнения, два конденсатора, генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальный вход первого из которых служит первым входом устройства. Это устройство основано на принципе формирования с некоторым интервалом последовательности импульсов, количество которых пропорционально логарифму частного от делеиия меньшего входного напряжения на большее. Большее напряжение в начале цикла измере ния заряжает через первый ключ первый конденсатор. Этот конденсатор после полного заряда начинает разряжаться до момента сравнения с меньшим входным напряжением, формируя с помощью генератора прямоугольных напряжений второго конденсатора, второго и третьего ключей последовательность импульсов, количество которых пропорционально логарифму частного от деления меньшего напряжения на большее. Ошибка измерения такого устройства .получается из-за сопротивления утечки конденсаторов, а также от нестабильности срабатывания схемы сравнения. Пелью настоящего изобретения является повышение точности. Это достигается тем, что устройство для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальный вход первого из которых является первым входом устройства, элемент И, две интегрирующие RC-депи, делитель чатоты и четвертый ключ, причем сигнальный вход второго ключа является вторым входом устройстза/выходы первого и второго ключей соответственно через последовательно соедт1енные первую интегрирующую RC-цепь и третий ключ и через последовательно соединенные вторую интегрирующую RC-цепь и четвертый ключ соединены с первым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно 1C первым и вторым выходами делителя частоты, первый выход генератора прямоугольных импульсов соединен со входом делителя частоты и управляющим входом третьего ключа, второй выход генератора прямоугольных импульсов соединен с управляющим входом четвертого ключа н вторым входом элемента.

Блок-схема устройства изображена; на чертеже. . ,

Устройство содержкг ключи 1, 2, 3, 4, шпегрирующ ие RC-цепи 5, 6, генератор прямоугольных импульсов 7, делитель частоты 8 элемент 9 И, счетчик 10 импульсов.

Устройство работает следующим образом. Входные напряжения Ux и Uy поступают на сип альные входы соответствующих ключей 1 н 2, которые управляются симме рйЧйыми импульсами, снимаемыми с противоположных выходов делителя 8 частоты с большим коэффициентом деления. Импульсы 11апряжения первого и второго выходов делителя 8 сдвинуты по фазе относительно друг друга ка 180. Входным сигналом этого делителя служит импульсное напряжение пер&ого шхода генератора 7 прямоугольных импульсов. Таким об{йШЙ ШШдиЖ 1Шр иШшей к являются пр гмьугольные импульсы U с амплитудой, равной входному напряжению DX, а выходным напряжением ключа 2 прямоуГольш 1е импульсы U с амплитудой, {Равной напряжению Uy, причем две последовательности этих импульсных напряжений находятся в противофазе между собой.

Прямоугольное напряж ше ключа 1 поступает на юсод интегрирующей RC-цепи 5, а прямоугольное напряжение ключа 2 - на вход интегрирующей цепи 6. Выходньши сигналами цепей 5 и 6 являются треугольные напряжения Uj н и, изменяющиеся во времени по экспоненциальному закону. В интервале времени от О до 1Zr напряжение RC-депи 5 в 3aBHCHMoCtH от времени определяется равенством

ом

-tltV

(l-« -е j-h-ptii -oiil,

а напряжение цепи 6 -tlT 0 и,е -h t i o-r1C .

Согласио теореме запаздывания в интервал

времени от It до 271 напряжение RC-цепи 5

изменяется по такому закону J-fT

-ft/ni t-7t- -2ft, а напряжение цепи 6 . / - i г

-

,, )n u-l--1t 2Г Отсюда момент сравнения напряжений U н и в интервале времени от О до 7t определяется зависимостью

,,VtnU,

а момент сравнения этих напряжений в интервале от ZT до 2

(ик-«-и)

Выходное напряжение RC-цепи 5 поступает на сигнальный вход ключа 3, а напряжение цепи 6 - на сигнальный вход ключа 4. Эти ключи управляются импульсными напряжениями, являющимися в противофазе между собой, которые снимаются с противоположных выходов генератора 7 прямоугольных импульсов.

Ввиду того, что выходы ключей 3 и 4 объединены меяоду собой и их выходной сигнал поступает на второй вход элемента И, являющийся емкостным, входное импульсное напряжение элемента И будет симметричным относительно нулевого уровня.

На первый вход элемента И подается импульсное напряжение, снимаемое со второго выхода генератора 7.

В результате такого управления с выхода элемента 9 снимаются лишь те импульсы, которые находится в промежутке времени от ti до tj. .

Количество этих импульсов пропорционально разности (tj-ti), которая приравенстве постоянных времени RC-цепи 5 и RC-цепи 6, равна

V-b.- -evi- it.

Выходные импульсы элемента И поступают на вход счетчика 10 импульсов.

Использование новых элементов: элемента И, 5 двух интегрирующих RC-цепей, делителя часTOTbi, ключа - выгодно отличает предлагаемое устройство для определения логарифма отношения двух напряжений от известных, так как уменьшается погрешность, обусловленная нестабильностью срабатывания схемы сравнения и утечкой конденсаторов.

Формула изобретения

Устройство для опрзделения логарифма отношения двух напряжений, содержащее генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальт1ый вход первого

из которых является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с, целью повышения точности, оно содержит элемент И, две интегрирующие RC-цепи, делитель, частоты и четвертый ключ, причем сигнальный вход второго ключа является вторым входом устройства, выходы первого и второго ключей соответственно через последовательно соединенные первую интегрирующую RC-цепь и третий ключ и через последовательнй соединенные вторую интегрирующую RC-цепь и четвертый ключ соединены с первым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами делителя частоты, первый выход генератора прямоугольных импульсов соединен со входом делителя частоты и управляющим входом третьего ключа, второй выход генератора прямоугольных импульсов соединен с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 547786, кл. G 06 G 7/24, 1976.

2.Патент США № 324140, кл. 328-161, 1957 (прототип).