Устройство для логарифмирования частотных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к области электрических функциональных преобразователей аналоговых сигналов и может I быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Одно из известных устройств для логарифмирования электрических сигналов -содержит тактовый генератор, компаратор, генератор экспоненциального напряжения D-1 Это устройство характеризуется низкой точностью работы. Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предлагаемому является устройство для логарифмирования частотных сигналов, содер жащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со входом фушсционального преобразователя частоты, счетчик импульсов, выходы которого присоединены к соответству щим входам регистра памяти, источник Чйстотных сигналов 2. Недостаток этого устройства - низкая точность логарифмирования частотных сигналов, т.е. низкая точность работы. Цель изобретения - повышение точности работы, т.е. получение более близкой к логарифмическому закону у функциональной характеристики устройства. Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в него введены генератор ступенчатого напряжения, компаратор, генератор экспоненциального напряжения, блок задержки, первый и второй триггеры, дифференцирующий элемент, второй и третий элементы И и частотно-импульсный сумматор, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, выход источника частотных сигналов присоединен ко входу генератора ступенчатого нешряжения, дополнительный вход которого соединен с выходом второго триггера, дополнительным входом функционального преобразователя частоты и вторым входом первого элемента И, выход генератора ступенчатого напряжения подключен к одному входу компаратора, к другому входу которого присоединен выход генератора экспоненциального напряже1шя, выход компаратора подключен к первому входу первого .триггера, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, вход которого присоединен к дополнительному выходу генератора экспоненциального налря жения и первому входу второго триггера .второй вход которого соединен с дополнительным входом счетчика импульсов, выход первого триггера подключен к первым входам второго и третьего элементов И, а через дифференцирующий элемент - к второму входу второго триггера, выход задающего генератора соединен со вторым входом второго элемента И,выход функционального преобразователя частоты подключен ко второму входу третьего элемента И, выход второго и третьего элемента И присоединены к соответствующим входам частотноимпульсного сумматора.

Функциональная схема предлагаемого устройства для логарифмирования частотных сигналов изображена на чертеже, где обозначены генератор 1 экспоненциального напряжения, компаратор 2, генератор 3 ступенчатого напряжения, первый и второй триггеры 4 и 5, блок 6 задержки, дифференцирующий элемент 7, первый, второй и третий элементы И 8, 9 и 10, функциональный преофааователь 11 частоты, задающий генератор 12, регистр 13 памяти, счетчик 14 импульсов, частотно-импульсный сумматор 15, источник 16 частотных сигналов.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени на выходах первого и второго триггеров 4 и 5 установлено напряжение, соответствующее, логическому нулю, в счетчике 14 импульсов записано некоторое постоянное число, генератор 3 ступен гатого напряжения не формирует напряжения, так как блокирован вторым триггером 5 по своему дополнительному (установочному) входу.

После появления на одном из входов компаратора 2 экспоненциального напряжения и одновременно видеоимпульса на входе блока 6 задержки и на первом входе второго триггера 5 последний переключается и на выходе генератора 3

формируется ступенчатое напряжение. На выходе функционального преобразователя 11 появляется лоток импульсов от задающего генератора 12 через первый элемент И 8.

Напряжения на одном входе компаратора 2 изменяется по закону убывающей экспоненты, а на втором - по нарастающему ступенчатому закону, зависящему от

частоты источника 16 частотных сигналов.

При равенстве указанных напряжений на выходе компаратора 2 формируется импульс, переключающий первый триггер

5 в единичное состояние. При этом на входы частотно-импульсного сумматора 15 начинают поступать импульсы с выходов второго и третьего элементов И 9 и 1О. В следующий момент времени на выходе блока 6 задержки появляется импульс, задержанный относительно входного видеоимпульса. Этот импульс поступает на второй вход первого триггера 4 и переводит его в нулевое

состояние. На первые входы второго и третьего элементов И 9 и 10 поступают запреты на прохождение импульсов от задающего генератора 12 и функционального преобразователя 11, а на выходе

дифференцирующего элемента 7 появляется импульс. Продифференцированный по заднему фронту импульс осуществляет одновременно перенос записанного числа из счетчика 14 импульсов в регистр 13

памяти, устанавливая при этом счетчик 14 в исходное состояние, и переключение Второго триггера 5 в нулевое состояние.

Общее количество импульсов, посту-

павщих на вход счетчика 14, с учетом принятия линейногчэ характера изменения выходного сигнала генератора 3 ступенчатого напряжения, пропорционально логарифму от частоты сигналов с выхода

источника 16 частотных сигналов.

В предлагаемом устройстве удалось повысить точность воспроизведения математической операции логарифмирования благодаря интегрированию чаСтотно-импульсного потока, изменяющегося во времени по гиперболическому закону.

Формула изобретения

Устройство для логарифмирова -шя частотных сигналов, содержащее задающий генератор, выход которого подключен