Логарифмический аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ Изобретение относится к информационно-измерительной технике . Известнь логарифмические аналогоцифровые преобразователи, содержащие генератор экспоненциального напряжения в виде RC-цепи, компаратор и блок удрав лешш, в которых выходной код образуется подсчетом количества импульсов, прошедших за время разрядки конденсатора jyt уровня преобразуемого напряжения Ц Недостаток этих преобразователей|5олы1юе время преобразования. Известен также логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий RC-цепь, между резистором которой и общей щиной питания включен первый электро1шый ключ, источник опорного напряжения, соединенный через второй электрот1ый ключс{ С-4сеиьюинеинвертйруюшим взсодом буферного усилителя , выход которого соединен с его инвертирующим входом Н первым влэодом компаратора, выход которого подключен к к первому входу блока управления, второй . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ вход которого соединен с генератором импульсов, первый и второй выход блока управления соответственно подключен к управляющему входу первого и второго электронного ключа, третий и четвертый выход - соответственно к входу счетчика стар1Щ1х и младших разрядов, пятый выход - к установочному входу счетчика, а щестой выход - к разрядному ключу интегратора 2 . Этот преобразователь также обладает большим временем преобразования. Цель изобретения - Повышение быстродействия устройства. Это достигается тем, что в преобразователе, содержащем ftC-цепь, между резистором которой и общей шиной питания включен первый электро1шый ключ, источник опорного напряжения, соединенный через второй электронный ключ с RC-цепью и неинвертирующим входом буферного усилителя, выход которого соединен с его инвертирующим входом и первым, входом компаратора, выход которого подключей к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с генератором импульсов, первый и второй выход блока управления соответственно подключен к управляющему входу первого и второго электро1гаого ключа, третий и четвертый выход - соответстветю к входу счетчика старших и младших разрядов, пятый выход - к установочному .входу счетчика, а шестой выход - к разрядному ключу интегратора, выход интегратора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен С входной клеммой устройства, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя через допол1штельный усилитель, и к второму входу непосредственно, а вход ин.тегратора соединен с выходом дифференциального усилителя.

На чертеже дана функциональная элек. трическаясхема предлагаемого устройства

В исходном состоянии ключи 1, 2 , 3 замкнуты. Напряжение на конденсаторе 4 равно опорному напряжению Е . Это напряжение пршсладывается через буферный усилитель к первому входу компаратора 6. Выходное напряжение интегратора 7 в исходном состоянии равно рулю. Преобразуемое напряжение U черезг сумматор 8 прикладывается к второму входу компаратора 6. По команде Пуск обнуляется и переводится в реЖ11М суммирования счетчик 9, ключ 2 размыкается и начинается экспонеьщиальный разряд конденсатора 4 через резистор 1р.

При достижении напряжения на конденсаторе 4 уровня и у сработает компаратор 6. Следуюш:им от этого момента импульсом генератора 11 блок управления переводит счетчик 9 в режим вычитания и размыкает ключи 1 и 3, при этом разряд конденсатора 4 прекращается, а на вход сумматора 8 начинает поступать линейно нарастающее напряжение от интегратора 7. Скорость нарастанмя этого напряжения определяется величиной напряжения на выходе буферного усилителя 5 и коэффициентом усиления усилтеля 12 (коэффициент усиления усилителя можно принять равным единице). Скорость нарастания выбирают с помошью изменения коэффициента усиления усилителя 12 такой величины, чтобы разряд конденсатора 4-через резистор 10 в момент равенства напряжения на конденсаторе и преобразуемого напряжения за время, равное периоду импульсовreHepai

тора 11, было бы равно напряжению на выходе интегратора за это же время. Тогда на участке, между двумя импульоами будет осуществляться линейная интерполяция логарифмической функции преобразователя. Во время экспоненциального разряда конденсатора импульсы от генератора 11 поступают в старшие разряды 14 счетчика 9 и увеличивают его содержимое, а во время работы интегратора импульсы от генератора 1 1 импульсов поступают в младшие разряды 15 счетчика 9 и уменьшают его содержимое. При равенстве напряжения на обоих входах компаратора 6 он возвращается в исходное состоя1ше, а блок 16, управления ocTaHaBmiBaeT работу счетчика 9. В счетчике 9 запишется число эквивалентное измеряемому напряжению.

Формула изобретение

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий RC-цепь, между резистором которой и общей шиной питания включен первый электронный ключ, источник опорного напряжения, соединенный через второй электронный ключ с RC-цепью и не1Швертирук)щим входом буферного усилителя, выход которого соединен с его инвертирующим входом и первым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с генератором импульсов, первый и второй выход блока управления соответственно подключен к управляющему входу первого и второго электронного ключа, третий и четвертый выход -соответственно к входу счетчика старших и младших разрядов, пятый выход - к установочному входу счетчика, а шест&й выход - к разрядному ключу интегратора отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, выход интегратора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с входной .клеммой устройства, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого.подключен к первому входу дифференциального усилителя через дополнительный усши- тель, и к второму входу непосредственно, а вход интегратора соединен с выхором дифференциального усилителя. Источники информации ,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 2О9073, кл. И 03 К 13/02, 13.Об.66.

2,Патент США № 3.493.963. ,кл. И ОЗ К 13/2О (прототип).