Разностно-логарифмический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности в гидрооптичесних измерителях.

Известно логарифмическое устрой- 5 ство, использующее вольтамперную характе1ристику нелинейных элемеатов, кусочно-линейную аппроксимацию и времяимпульсный метод сравнения постоянного входного измеряемого напря- 10 жения с опорным экспоненциальным напряжением.. В частности, устройствоv для измерения логарифма отношения двух величин обеспечивает непрсредственное получение логарифма отношения 5 амплитуд двух напряжений пapaллeJU «o одному и тому же диоду I1,

Однаковследствие отключения вольтамперной характеристики диода от ; логарифмической, индивидуального разброса парсшетров диода, а также температурной нестабильности характеристики приведенная погрешность этого устройствасоставляет 5 - 7%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство опре деления отношения напряжений с логарифмическим Е1ЫХОДНЫМ сигналом, состойщее из двух схем сравнения, генератора экспоненциального напряже-ния, мультивибратора, логической схемы, источника тактовых импульсовj вентили и схемьа сравнения знаков, .причем выход мультивибратора подключен ко входу генератора экспоненциального напряжения, выход которого подключен ко входам двух схем сравнения. Выходы схем сравнения подключены ко входам логической схемы и схемы сравнения знаков. Напряжение входного сигнала и регулируемое напряжение опорного сигнала сравнивается на компараторах с экспоненциальным сигналом. Логическая схема формирует выходной импульс, длительность которого пропорциональна десятичному или натуральному логарифму отношения входного сигнала к опорному сигналуГ2,

Недостаток этого устройства - различные температурные и временные коэффициенты, а также нестабильность источников опорного и входного сигналов, приводягдйе к увелгпению погрешности измерения и к уменьшению быстродействия и стабильности.

Цель изобретения - увеличение быстродейств,ия и уменьшения погрешности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство раз-, ноетно-логарифмический преобразователь , состоящий из генератора экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, выходы которых подключены к сортветствующим входам, вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразователя, введены аналоговый коммутатор, разделительный конденсатор и усилительограничитель, npiraeM первый выход аналогового коммутатора через разделительный конденсатор соединен с усилителем-ограничителем, второй выХОД аналогового коммутатора соединен с входом генератора экспоненты, третий выход аналогового коммутатора соединен со вторым входом первого коммутатора, выход усилителя-огранйчйтеля соединен со вторым входом второго компаратора,

На фиг, 1 представлена функциональная схема разностно-логарифмического преобразователя; на фиг, 2 эпюры напряжений на выходе блоков.

Устройство содержит аналоговый коммутатор 1, разделительный конденсатор 2, инвертирующий усилительограничитель 3, первыйи второй компараторы. 4 и 5,генератор 6 экспоненты, вы 1Йтающее устройство 7,

Входной двухуровневый сигнал аналоговым коммутатором I разделяется на два противофазных сигнала, один из которых синфазный с опорным сигналом генератора G экспоненты поступает на компаратор 3, а второй сигнал - противофазный первому через разделительный конденсатор 2, которы исключает постоянную составляющую, поступает на инвертирующий усилительограничитель 3, выходной сигнал которого подается на компаратор 5, На вторые входы компараторов 4 .и 5с. генератора ,6 экспоненты подавтся опорное напряжение, обёсйб йййкй1ёе дологарифмирование. Генератор 6 экспоненты синхронизируется частотой входного сигнала. Величина конденсатора 2 выбирается из условия необходимого быстродействия,

Инвертирующий усилитель-ограничитель формирует сигнал равный по амплитуде и противофазный сигналу. йа входе разделительного конденсатора,. На фиг, 2 представлены эпюры напряжений, где Иру - входной двухуравненный сигнал; И gj - выходной сигнал с первоговыхода коммутатора напряжения 1; .iS ходной сигнал со второго выхода коммутатора напряжения 1; И, kходной сигнал после разделительного конденсатора 2f Ивык выходной сигнал инвертирующего усилителяограничителя 3; И аь11(.б выходной 0 сигнал генератора б экспоненты;

6ык4. выходной сигнал компаратора Ивыхл - выходной сигнал компаратора 5; HgjyxY выходной сигнал преобразователя,

Предлагаемая схема обеспечивает быстродейтсйие логарифмического устройства с постоянной времени 2-10 с, точность и стабильность 0 логарифмирования двухуровневого входного сигнала i 1%,

Формула изобретения

Разностно-логарифмический преобразователь, содержащий генератор экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов/выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия

5 и уменьшения погрешности, в него

введены аналоговый коммутатор, уси- , Литель-ограничитель и разделительный конденсатор, причем первый выход аналогового коммутатора через раздеп лительный конденсатор соединен с

усилителем-ограничителем, второй выход аналогового коммутатора соединен с входом генератора экспоненты третий выход аналогового коммутатора соединен со вторым входом первого

5 коктаратора, выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго компаратора.

Источники информацииf принятые во внимание при экспертизе

0 1, Патент cm 3482115,

кл, G 06 G 7/20, опублик, 1969,

2, Патент СУЛ 3691473, .кл, G 06 G 7/24, опублик, 1972 (прототип),

U8x

TfM.