Широкодиапазонный логарифмический преобразователь напряжения в число импульсов Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

ность импульсов, причем его первый вход соединен с выходом блока управления, второй вход-со вторым входом логарифмирующего блока, с первым входом элемента И и выходом тактового генератора импульсов, а его выход соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом элемента И, а его второй вход соединен с выходом логарифмирующего блока; при этом логарифмирующий блок выполнен в виде преобразователя логарифма напряжения в длительность импульсов.

На чертеже представлена блок-схема широкодиапазонного логарифмического преобразователя напряжения в число импульсов.

Схема содержит источник 1 входного сигнала, управляемый делитель 2, логарифмирующий блок 3, элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ 4, элемент И 5, тактовый генератор импульсов 6, преобразователь 7 коэффициента передачи в длительность импульсов, блок управления 8, пороговый блок 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, поступивший на вход логарифмирующего блока 3, преобразуется в длительность импульсов 1, следующих с частотой, определяемой тактовым генератором, в соответствии с выражением:

l-Algf/e,./C,

где /вх - напряжение с выхода источника

сигнала 1;

/С - коэффициент передачи управляемого делителя 2;

А - коэффициент пропорциональности.

Верхний и нижний уровень срабатывания порогового блока 9 выбираются равными граничным значениям узкого участка динамической характеристики логарифмирующего блока, где точность преобразования максимальна.

В случае, если сигнал на выходе управляемого делителя вь1ходит за предел рабочего участка характеристики логарифмирующего блока 3, пороговое устройство формирует импульсы положительной или отрицательной полярности (в зависимости от величины напряжения на выходе управляемого делителя) для увеличения или уменьшения коэффициента передачи управляемого делителя с помощью блока управления 8.

Отсутствие импульсов на выходе порогового устройства 9 соответствует КотЗначение коэффициента передачи управляемого делителя, в свою очередь, также преобразуется в длительность импульсов tz с помощью преобразователя 7, следующих с частотой тактового генератора, в соответствии с выражением

ft .

С помощью элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ осуществляется исключение из результата преобразования ti составляющей, соответствующей коэффициенту передачи 4 управляемого делителя, т. е.

рез -- 1 Сг -- А- Igsx)

где /рез - результирующий временной интервал пропорциональный логарифму входного сигнала.

Если частоту заполнения этого временного интервала подобрать таким образом, чтобы коэффициент пропорциональности А был кратен десяти, то в этом случае число импульсов на выходе элемента И будет численно равно логарифму входного напряжения.

Использование в устройстве новых элементов: тактового генератора, преобразователя коэффициента передачи в длительность импульсов, элемента И и элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ позволяет повысить точность устройства, т. к. относительная нестабильность частоты простейшего кварцевого генератора на одиндва порядка ниже, чем у самых совершенных источников опорного напряжения.

Замена сумматора напряжения на элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ исключает составляющую погрешности, вызванную операцией сложения (вычитания) напряжений.

Исключение второго управляемого делителя позволяет исключить операцию деления напряжения опорного источника в сложной зависимости от положения первого управляемого делителя и связанную с ней составляющую погрешности, а также упростить устройство и снизить требования

к блоку управления, функция которого, при построении первого управляемого делителя, например, в виде многокаскадного усилителя, будет заключаться в замыкании (размыкании) соответствующих электронных ключей в цепях обратных связей.

Динамический диапазон устройства может достигать 120 дб и более, а относительная погрешность преобразования напряжений в пределах этого диапазона будет постоянна и минимальна для логарифмирующего блока.

Число-импульсный выход преобразователя делает его удобным для построения на его основе цифровых измерительных приборов и систем, т. к. не требует дополнительных преобразований.

Формула изобретения

Широкодиапазонный логарифмический преобразователь напряжения в число импульсов, содержащий источник входного сигнала, выход которого через первый вход управляемого делителя соединен со входом

логарифмирующего блока и входом порогового блока, выход которого через блок управления соединен со вторым входом управляющего делителя, отличающийся тем, что, с целью новыщения точности преобразования, введены тактовый генератор импульсов, элемент И, элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ и преобразователь коэффициента передачи в длительность импульсов, причем его первый вход соединен с выходом блока управления, второй вход- со вторым входом логарифмирующего блока, с первым входом элемента И и выходом тактового генератора импульсов, а его выход соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом элемента И, а его второй вход соединен с выходом логарифмирующего блока, при этом логарифмирующий блок выполнен в виде преобразователя логарифма напряжения в длительность импульсов.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 354558, кл. Н ОЗК 13/02, 08.10.70.

2.Авторское свидетельство СССР № 426234, кл. G 06G 7/24, 30.11.72 (прототип).