Способ логарифмического преобразования напряжений
А. С, Гусев, B. B, Самокиш и А. В. Шмойлов (72) Авторы изобретения
Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного
Знамени политехнический институт, имени С, М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
НАПРЯЖЕНИЙ
Изобретение отностся к аналоговой вычислительной технике и может быть применено для осуществления различных нелинейных преобразований сигналов.
Известен логарифмический преобразователь, в котором для образования логарифмического напряжения получают разность двух напряжений (1)
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ логарифмического преобразования, основанный на формировании вспомогатепьных напряжений с поспедуюшим их сравнением (2).
Недостатком известных способов является невозможность получения напряжения, пропорционального антипогарифму входного.
По предложенному способу, с целью расширения класса реализуемых функций формируют три синусоидальных напряжения одинаковой частоты амплитуда первого из которых пропорциональна входному сигнапу, амппитуда и фаза второго напряжения постоянны, я третье напряжение формируется с постоянной амплитудой и изменяемой фазой.
Суммируют три указанных напряжения и
2 сравнивают полученную сумму с первым напряжением, одновременно изменяя фазу третьего напряжения до достижения раэ ностьюфаэ суммы трек напряжений и первого .напряжения заданной вепичины, и в этот момент фиксируют действующее значение суммы укаэанных напряжений, Описанное преобразование возможно, так как для логарифмической функции
i0 у= К PagaX при гпобом основании а и изменении ее арт.умента от 1 до а существуют три сииусоидапьных напряжения первое /2 U„ gin (de, где действующее значение U„ i H P MeP в вольтах, равно входному сйгнапу второе 4Т У„S i h (ld i - < р), у которого Ц и n - постоянные величины о и третье 4 Ц„5in(attoc„) имеющее 0 неизменным, а О „изменя)О щимсл.
Когда фаза между суммой
< р <(> +" ) оа п(- о) (- кв а И у> и напряжением Г2У„S WZU gaia(1dk -ar } и VZ У &i и (4) 4 4 а )) 6,8 2U> 6 и(<Й > + 0,003-0,008Ь при Сии i Я U 1-4,09 Ь и +0,006-0,015 при anti 3g U = Зв91-10Ь, Вследствие простоты и практичности 28 операций как при логарифмическом, так и при антилогарифмическом преобразовании электрических сигналов предлагаемым способом он имеет техническое и экономическое преимущества в производстве степенных опе25 раций, операций умножения и деления в аналогoвой технике. то при достижении путем изменения (x,.„ìåæ ду напряжениями -МЙУ йи(й)1 ф2) дЪ„& и(Ы1- „ДиГУ Бщ(ЫЬс „ иК 2 б &и(ы лффазы, равной -rt/Z, действу» у l01ilee значение вышезаписанной суммы окажется равным антилоГарифму от вепичиныч,. Так как логарифмы разных оснований связаны между собой путем постоянных коэффициентов пропорциональности, для реализации описываемого способа логарифмического преобразования достаточно иметь константы синусоидальных напряжений при любом одном из оснований логарифмов. С точки зрения числовых вычислений наиболее удобны логарифмы при десятичном основании, поэтому данный технический, способ конкретно реализует логарифмическое преобразование сигналов при основании о =10. Если последнеее выражено в вольтах, то действующее значение первого напряжения U„ïðè логарифмическом преобразовании изменяется от 1 до. 10 3, второе напряжение имеет параметры U = 15,8 b oc = — 0,157 рад.; действующее эначенйе третьего напряжении У = 14,6 Ь, выходное напряжение равно 11,г3 rg u„b, что в 11,23 раза больше логарифма входного сигнала. С целью повышения точности преобразования необходимо при изменении Ux or 1 до 4,00Ь испольэовать следующие параметры синусои дальных напряжений 9 15 Ь ° rxo = — 0,282 рад., U = 82 Ь а при варьировании О„от 3,91 до 10 Ь - параметры: Uo 18,45 Ь, а = -0,659 рад„U> 18,CQ. Вепичина д- йствующего значенйя выходного напряжения равна при этом б,eeguÄ b с погрешностью до + Р„005 Ь 1ЛНИИПИ Заказ 2 1 80/2 1 3 Тираж 81 8 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 рованию сс„станет равной й/2, действующее . значение указанной суммы оказывается про порциональным логарифму входного напряжения К 0Og U Аналогично, если просуммировать три напряжения - ТУ„Si п (4)t + Cæ/Z)., где U pàâío входному сигналу При антилогарифмическом преобразова.нии первое напряжение равно 11,23&U Si (v4 й/2) Ь. причем 0 в вольтах равно числу единиц входного сигнала, изменяющегося в пределах от 0 до 1, а выходное - антилогарифму с погрешностью до + 0,01 - 0,022 Ь при ptiPg Ц =1 — 2 b и+ 0,08-0,12 Ь при щ antigen U =8- 10Ь . у В варианте уточненного антилогарифмического преобразования первое напряжение равно Формула изобретения Способ логарифмического преобразования напряжений, основанный на формировании вспомогательных напряжений с последующим их сравнением, отличающийся тем, что, с целью расширения класса реализуемых функций, формируют три синусоидальных напряжения одинаковой частоты, амплитуда первого из которых пропорциональна входному сигналу, амплитуда и фа 40 за второго напряжения постоянны, а третье напряжение формируется с постоянной амплитудой и изменяемой фазой; суммируют три указанных напряжения и сравнивают полученную сумму с первым напряжением, 4> одновременно изменяя фазу третьего напряжения до достижения разностЬю фаэ суммы трех напряжений и первого напряжения заданной величины, и в этот момент фиксируют действующее значения суммы укаэанных напряжений, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1, Патент США No 3624409, кл, 307-229, 1970, 2, Патент Японии N 44-21473, кл. 97(8)B3, 1969.
