Логарифмический аналогоцифровой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к информашюн но-измерите ль но и технике и может использ ваться в Ш1фровьпс измерителях напряжен Известны логарифМ11ческие аналогоцифровые преобразователи, в которых происходит сравнетше входного напряжения с экспоненциально изменяющимся опорным напряжением, а выходной ход пропорционален времени сравнения этих напряжений flj. Недостаток этих преобразователей заключается в сложности их схемы. Наиболее близок к предлагаемому изобретению преобразователь, содержащий операцио1шый усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с общей шиной питания и через интегрирующий конденсатор подключен к первому входу первого ключа, второй вхой которого соединен с выходо операционного усилителя 2 , Этот преобразователь обладает также схемной избыточностью. Цель изобретения - упрощение устройства. Это достигается тем, что в логарифмическом аналого-цифровом преобраэо- вателе, содержащем операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с ойцей шиной питания через интегрирующий конденсатор подключен к первому входу Лервого ключа, второй вход которого Соединен с выходом операционного усилителя, входная клемма через второй ключ подключена к неинвертирующе 1у входу операционного усилителя и первому входу третьего ключа, второй вход которого через второй резистор подключен к источнику опорного напряжения и г через третий резистор - к выходу операционного усилителя, первый вход первого ключа через четвертый резистор соединен с обдей шиной пита1шя, а уп- равл5пощне входы ключей и выход операционного усилителя подключены к блоку управления и регистрашш. На чертеже дана схема предлагаемого устройства. Преобразователь содержит операционный- усилитель 1, неюшертирующий вход которого через входной ключ 2 соединен с входной клеммой 3, а через ключ 4 и дополнительный резистор 5 - с клеммой 6 источника опорного напряжения, причем точка соединения 1шюча 4 и дополнительного резистора 5 через резистор 7 подключена к выходу операшюнного усилит еля 1, который в свою очередь через ключ 8 и второй дополнительный резистор 9 соединен с общей шиной 10 питания. Точка соединения ключа 8 и резистора 9 через интегрир тощий конденса тор 11 подсоединена к инвертирующему входу операционного усилителя и резисто ру 12, подключенному другим концом к общей шине 10 питания, а выход операиконного усилителя 1, и управляющие входы ключей 2, 4 и 8 подключены к блоку 13 управления и регистрации. В исходном состоянии ключи. 8 замкнуты, а ключ 4 разомкнут. Входгйэй преобразуемый сигнал на входнойклемме 3 через замкнутый ключ 2 пост т1ает на неинвертирующий вход операционного усилителя 1. т.е. операционный усилител на этом этапе выполняет роль интегра,тора. В начальный момент на обкладках конденсатора 11 возникает напряжение Ugy. В общем случае при изменяющемся входном напряжении и операционном усилителе с характеристиками достаточно близкими к идеальным падение напря жения на резисторе 9 пропорционально интегралу от входного напряжения. Напряжение на резисторе 12 повторяет входное напряжение Ug . Таким образом, напряжение на конденсаторе пропор ционально 1штегралу от входного аналогового сигнала. По окончании времени интегрировани КЛЮЧИ. 2 и 8 размыкаются, а ключ 4 за мыкается, т.е. в этом случае операцио ный усилитель выполняет роль элемента Ьравнения напряжений. На неинвертирую щий вход подается опорное напряжение U с клеммы 6. Резисторы-5 и 7 необходимы для обеспечения релейной характеристики элемента сравнения. Конденсатор 11 начинает разряжаться через резисторы 9 и 12. На инвертирующем входе операционного усилителя 1 появляется экспоненциально изменяющееся напряжение. При достижении опорного напряжения Uof операционный усилитель выдает импульс на блок 13 управления и регистрации, который в свою очередь вырабатывает импульс р- Св47Чхй), .X; -ЖТиЦР 1 а. оп и выдает цифровой код числа, hponopmroнальный времени преобразования. Формула изобретения ЛогарифМичес1шй аналого-цифровой преобразователь, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с общей щиной питания и через интегр фующий конденсатор подключен к первому входу первого ключа, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, входная клемма преобразователя через ключ подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя к первому входу третьего ключа, второй вход которого через второй резистор подключен к источнику опорного напряжения и через третий резистор к выходу операционного усилителя, первый вход первого ключа через четвертый резистор соединен с общей шиной питания, а управляющие входы ключей и выход операционного усилителя подключены к блоку управления и регистрации. Источники информации, прютятые во внимание при экспертизе 1.Электроника, 1973, № 14, с. 57-58. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2573787/18-21, 17.О7.78 (прототип)