Логарифмический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в информацион но-измерительных преобразователях. Известен логарифмический преобра зователь, содержащий генератор эксп ненциального напряжения, .импульсный делитель напряжения, усилитель расс ласования и управляемый генератор и пульсов 1 . Недостаток такого преобразовател низкое быстродействие. Наиболее близким техническим решением к изобретению является логарифмический преобразователь, содержащий блок сравнения, генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, триггер, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, источник опорного напряжения, выход которого- соединен со входом задания опорного напряжения генератора экспоненциального напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения и со вторым входом триггера, второй блок сравнения является входом, а выход триггера выходом преобразователя 2. Недостаток этого преобразователя большая величина погрешности при преобразовании малых входных напряжений, определяемая конечным значением величины порога срабатывания схемы сравнения и наличием остаточного напряжения, до которого спадает экспоненциальное напряжение. Это ограничивает допустимый диапазон изменения входного сигнала. Цель изобретения - расширение допустимого диапазона изменения входного сигнала. Указанная цель достигается тем, что логарифмический преобразователь, содержащий блок сравнения, генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с перВЕлм входом блока сравнения, триггер, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, источник опорного напряжения, выход которого соединен со входом задания опорного напряжения генератора экспоненциального напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с

управляющим входом генератора экспоненциального напрпжения и со вторым входом триггера, дополнительно содержит усилитель постоянного тока одновибратор, ключ, переключатель, элемент ИЛИ и дополнительный блок сравнения, первый вход которого сое динен с выходом усилителя постоянного тока, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, а выход - с управляющими входами ключ и переключателя, подвижный контакт переключателя подключен ко второму входу блока сравнения, первый неподвижный контакт переключателя является входом преобразователя и соединен со входом усилителя постоянного тока, выход которого подключен ко второму неподвижному контакту переключателя, выход блока сравнения через последовательно coqдиненные одновибратор и ключ соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход является выходом преобразователя.

Блок-схема преобразователя приведена на чертеже.

Логарифмический преобразователь содержит генератор 1 тактовых импулсов, генератор 2 экспоненциального напряжения, триггер. 3, блок 4 сравнения, переключатель 5, элемент ИЛИ 6, усилитель 7 постоянного тока, дополнительный блок 8 сравнения, источник 9 опорного напряжения, клю 10, одновибратор 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналами с выхода генератора 1 тактовых импульсов периодически,, с периодом Т, осуществляется запуск генератора 2 экспоненциального напряжения и установка триггера 3 . в единичное состояние. Выходное напряжение генератора 2 экспоненциального напряжения, изменяющееся во времени по закону

,(Ч-и„е где UQ- начальное напряжение экспо енты;

Т - ее постоянная времени поступает на первый вход блока 4 сравнения. На второй вход этого блока в зависимости от положения подвижного контакта переключателя 5 поступает либо входное напряжение преобразователя Ugj либо напряжение KUex с; выхода усилителя 7 постоянного тока, коэффициент .передачи которого равен К. В момент равенства сравниваемых напряжений на выходе блока 4 сравнения формируется короткий импульс.

Дополнительный блок 8 сравнения производит сравнение напряжения UB( с постояннымпо величине напряжением UQ, получаемым на выходе источника 9 опорного напряжения.

Выходной сигнал дополнительного блока 8 сравнения переключает переключатель 5 в положение а (см. черт.) и размыкает ключ 10, если (j, замыкает ключ 10 и переключает пе, реключатель 5 в положение б, если К-и, Uo

Выходной сигнал блока 4 сравнения, устанавливает триггер 3 в нулевое положение и запускает одновибратор 11, выходной импульс которого 0 имеет длительность toСигнал с выхода триггера 3 и сигнал с выхода одновибратора 11 через ключ 10 поступает на входы элемента ИЛИ 6. 5 Таким образом, если ,

то на выходе преобразователе образуется импульс длительностью

ч,.

0 а если K-U

0,

то импульс дли&х .

тельностью -и„

ftX.,

t., -сЬ

+Ч-г Uo

Причем на выходе триггера 3 формируется импульс длительностью -т:2п-,

а на выходе одновибратора 11 - toДлительность импульса to выбирается-из условия to-trCnK

и при этом

Овх,

.-ггп

Поскольполучаем.

U,

Uo

ку на вход блока 4

сравнения поступает не U а напряжение

.

к-и

т. е. значительно больше по

&Хл

5 величине нежели UE

то влия ВЧ ,

ние порога срабатывания блока 4 сравнения на длительность выходного импульса tu оказывается незначительным. Это позволяет в предлагаемой схеме преобразователя примерно вдвое расширить диапазон изменения входного сигнала по сравнению с известным.

Формула изобретения Логарифмический преобразователь, содержащий блок сравнения, генератор экспоненциального напряжения,. выход которого соединен с первым входом блока сравнения, триггер, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения,источник опорного напряжения, выход которого соединен со входом:задания .опорного напряжения генератора экспоненциального напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соедине с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения и со вторым входом триггера, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения вхо.цного сигнала/ он содержит усилитель постоянного тока, одновибратор, ключ, перек.лючатель, элемент ИЛИ и дополнительный блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, второй.

вход - с выходом источника опорного напряжения, а выхрд - с управляющими входами ключа и переключателя, подвижный контакт переключателя подключен ко второму входу блока сравнения, первьй неподвижный контакт переключателя является входом преобразователя и соединен со входом усилителя постоянного тока, выход которого подключен ко второму неподвижному контакту переключателя выход блока сравнения через последовательно соединенные одновибратор

и ключ соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход является выходом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Смолов В.Б, Аналоговые вычислительные машины. М,, Высшая школа, 1972, с. 216, рис. VI-8.

2.Смолов В.Б., Угрюмов Е.П. Времяимпульсные вычислительные.уст0ройства. :Л.. .Энергия-, 1968,

с. 152 (прототип).