Логарифмический преобразователь отношения Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике.

Известен логарифмический преобразователь, содержащий генератор экспоненциального напряжения,блок сравнения,.источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, триггер и элемент ИЛИ 1.

Его недостатком является практическая невозможность осуществления логарифмического преобразования отн облени я двух входных напряжений во времяимпульсный сигнал.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является логаpиф IИчecкий преобразователь отношения, содержа&р й первый и второй блоки сравнения,, ключ, источник опорного напряжения, две РС-цепи из параллельно включенных времязадающего конденсатора и разрядного резистора 2 .

Недостатки этого преобразователя значительная погрешность преобразования, обусловленная наличием двух КС-цепей и интегрированием входного напряжения; ограниченное быстродействие, обусловленное необходимостью заряда емкости Rc-цепей перед каждым циклом преобразования; неоднозначность результатов преобразования, поскольку при отношениях входных сигналов больше и меньше единицы могут быть получены одинаковые результаты преобразования.

Цель изобретения - увеличение быстродействия, точности и устранение неоднозначности результатов преобра0зования.

Это достигается тем, что логарифмический преобразователь отношения, содержащий первый и второй блоки сравнения, ключ, выход которого сое5динен с первыми входами блоков сравнения, параллельно включенные времязадаюцщй конденсатор и разрядный резистор, соединенные общими выводами с выходом ключа и с шиной нулевого потенциала, дополнительно

0 содержит источник.постоянного тока три элемента И-НЕ, два RC-триггера, D-триггер, синхронизирующий вход которого является входом запуска преобразователя, а выход, соединен с

5 управляющим входом ключа, вторые входы блоков сравнен я являются входами преобразователя, выход источника пЬстояннсго тока сое.цинен со вхоQ ДОМ ключа, выход первого блока срав1нения подключен к TR -входу первого RS-триггера и к перьому входу перво го элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго бло ка сравнения и с К-входом второго RS-триггера, а выход - с 5-входами первого и второго RS-триггеров, с R-входом D-триггера и с первыми вхо дами второго и третьего элементов И-НЕ, выход первого KS-триггера соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого явля81ся первым выходом преобразователя выход второго RS-триггера соедине со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого является вторым выходом преобразователя. Структурная схема преобразователя представлена на чертеже. Логарифмический преобразователь отношения содержит первый 1 и второ 2 блоки сравнения, ключ 3, разрядный резистор 4, времязадающий конденсатор 5,ИСТОЧНИК б постоянного тока, перв1-1й 7, второй 8 и третий 9 элементы И-НЕ, первый 10 и второй 1 Ке-триггеры, D-триггер 12, Преобразователь работает следующим образом. При подаче входных напряжений U и и2И запускающего импульса на синх низирующий вход D-триггера 12 проис дит переключение D-триггера 12 и открывается ключ 3, При этом источник постоянного тока 6 через ключ 3 заряжает времязадающий конденсатор 5, Предположим, что U, Ь U2 тогда при достижении на конденсаторе 5 по тенциала, равного U2, срабатывает второй 2 блок сравнения, на выходе которого появляется логическая поступающая на второй вход элемента 7. и R-вход второго 11 RS-триггера, При достижении на конденсаторе 5 по тенциала, равного , срабатывает первый 1 блок сравнения, на выходе которого также появляется логическая , поступающая на первый вход элемента 7 и R-вход триггера 10, При этом на выходе элемента 7 появляется логический О, устана ливающий RS-триггеры 10 и 11 по вхо ду S в состояние логической , а О-триггер 12 - в состояние Переключение Dлогического-триггера 12 закрывает ключ 3 и пре кращает дальнейший заряд конденсато ра 5, При разряде конденсатора 5 на сопротивление параллельно соединенн го с ним разрядного резистора 4 и достижении на конденсаторе напряжения, равного и Uoe4p(- }, где UQ и ii и 2 - напряжение, до которого заряжен конденсатор 5, пер вый 1 блок сравнения возврашается в исходное состояние - на его выходе появляется логический О, В результате этого на выходе, триггера 10 и элемента 7 появляются, соответ твенно, логический и логичесПри этом на выходе логиеского элемента 9 появляется логиеский О. Момент переключения лемента 9 соответствует началу форирования временного интервала, являщегося результатом преобразования. Дальнейший разряд конденсатора 5 риводит к возвращению второго блоа сравнения 2 в исходное состояние ри достижении величины напряжения g (- ). На выходе триггера 11 также устаавливается логический ыходе элемента 9 устанавливается огическая Ч, Момент переключения огического элемента 9 в состояние огической 1 соответствует оконанию Формирования временного интерала, являющегося результатом преобазования , Аналогично происходит работа устойства при . При этом формироание импульса соответствующего временного интервала происходит на выходе элемента 8. Таким образом, длительности выходных импульсов элементов 8 и 9 равны соответственно и i-b--Rce,n -jjj cttfii ), u ut---Rc-e,n -ц-(,) Благодаря применению одной КСцепи предлагаемый преобразователь имеет более высокую точность по сравнению с прототипом, поскольку исключаются погрешности, обусловленные неидентичностью RS-цепей, Так как в предложенном преобразователе результаты преобразования при отношениях входных сигналов больше и меньше единицы получаются на разных выходах, то исключается неоднозначность результатов преобразования. Исключение интегрирования входных сигналов и заряд конденсатора в предлагаемом преобразователе от источника постоянного тока позволяет повысить быстродействие по сравнению с прототипом. Формула изобретения Логарифмический преобразователь отношения, содержащий первый и второй блоки сравнения, ключ, выход которого соединен с первыми входами блоков сравнения, параллельно включенные времязадающий, конденсатор и разрядный резистор, соединенный общими выводами с выходом ключа и с шиной нулевого потенциала, отличающий ся тем, что, с целью увеличения быстродействия, точности и устранения неоднозначности результатов преобразования, он содержит источник постоянного тока,, три

элемента И-НЕ, два RS-триггера, D-триггер, синхронизирующий, вход которого является входом запуска преобразователя, а выход соединен с управляющим входом ключа, вторые входы блоков сравнения являются входами преобразователя, выход истечника постоянного тока соединен со входом ключа, выход первого блока сравнения подключен к R-входу первого RS-триггера и к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, и с R-BXOдом второго RS-триггера, а выход с S-входами первого и второго RS-триггеров,.с R-входом D-триггера и с первьми входами второго и третьго элементов-И-НЕ, выход первого RS-триггера соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого является первым выходом преобразователя, выход второго RS-триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого является вторым выходом преобразователя.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины, м., Высшая школа, 1972, с. 216, рис. 5-7.

2.Патент США 161766,

5

кл. 235-195, опублик. 1964 (прототип) ,

и,

&ухо 1 -