Логарифмический функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К - АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 705470 (6l ) Дополнительное к авт. саид-sy (22) Заявлено 01.06. 77 (23) 2490400/1 8-24 (51 } M Кд.

2 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G G 7/24

-:.. -.Ваударатеениый кемитет

CCCP в денем нзебретеиий и етирытий

Опубликовано;25. 12. 79. Бюллетень %47

Дата опубликования описания 28.12,79 (53} УДК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Пустыльников (71) заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых и аналого. цифровых вычислительных устройствах.

Известны логарифмические функциональные преобразователи, выполненные на основе логарифмического элемента и линейных усилителей (lf.

Недостатком таких преобразователей является ограниченный динамический диапазон преобразования, не превышающий динамического диапазона используемого логарифмического элемента.

Известен логарифмический функциональный преобразователь, содержащий логарифмический элемент, вход которого через последовательно соединенные управляемые делители напряжения подключен ко входу преобразователя, а выход соединен с одним их входов сумматора, и пороговые элементы, входы которых связаны с входом преобразователя, а выхолы» с управляющими входами соответствующих управляемых делителей напряжения f2).

Такой логарифмический функциональный преобразователь позволяет получить

5 лишь прерывистую (периодическую) функциональную характеристику, соответствующую логарифмической зависимости только внутри каждого периода изменения входной переменной, что ограничивает применение преобразователя.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона преобразования.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в известный логарифмический функциональный преобразователь введены источник постоянного напряжения и ключи, включенные между источником постоянного напряжения и соответствующими

© входами сумматора, а управляющие входы ключей соединены с выходами соответствующих пороговых элементов.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

05470

"в А

"О С u ) 4 з 7

Преобразователь содержит логарифмический элемент 1, последовательно соединенные управляемые целители напря жения 2, 3, 4, пороговые элементы 5, 6, 7, источник постоянного напряжения

8, ключи 9, 10, ll и сумматор 12.

Управляемые делйтели 2, 3, 4 включены между входом преобразователя и входом логарифмического элемента 1, соединенного выходом с одним иэ входов сумматора 12, выход которого яв- ляется выходом преобразователя. Осталь1 ные входы сумматора через ключи 9, 10, 11 связаны с выходом источника постоянного напряжения 8. Пороговые элементы 5, 6, 7 подключены входами ко.входу преобразователя, а выходами» к управляющим входам соответствующих упра)вляемых) делителей и ключей.

Порог срабатывания первого порогового элемента 5 установлен равным значе- нию, соответствующему верхней границе дйнамического диапазона логарифмического элемента, а остальные пороговые элементы настроены H& пороги срабатывания, возрастающие от элемента к эле ) менту в число раз, соответствующее величине этого динамического диапазона.

Коэффициенты передачи управляемых делителей 2, 3, 4 при срабатывании соответствующих пороговых элементов изменяются в число раз, равное динамическому диапазону логарифмического элемента.

Преобразователь работает следующим образом.

При изменении входного напряжения преобразователя от начального значения

0 х= q до значения Овх= 0 = 0 "d где d - динамический диапазон логарифмического элемента (по входному сигналу), йоследний работает в своем динамическом диапазоне. При этбм все пороговые элементы находятся в исходном состоянии, коэффициент передачи всей цепи управляемых делителей напряжения име- " ет максимальную величину К, а выходное напряжение преобразователя изменяется по зависимости. 4 ствующей верхней границе динамического диапазона логарифмического .элемента, срабатывает первый пороговый элемент

5, выходной сигнал которого уменьшает коэффициент передачи управляемого делителя a d раз, в-результате чего сигнал

9 на входе логарифмического элемента уменьшается до значения, соответствующего нижней границе его динамического !

О. диапазона, и при дальнейшем росте вход) ного напряжений преобразователя от

l3» О go ОйХ= 0 = О„д2логарифмический элемент повторно работает в своем динамическом диапазоне. Одновременно выходной сигнал порогового элеМента 5 открывает ключ 9, и поэтому на указанном втором участке изменения входного напряжения выходное напряже ние преобразователя формируется суммированием выходного напряжения логарифмического элемента 1 с напряжением дод исто ника 8 и изл.еняется В соот» ветствии с законом, / K ъх1

25 ВЬЮ о Г д 0 ) оп, Если 0 „,= 0РодД, то эта эависи« мость совпадаетс предыдущей, то есть на втором участке продолжается прежняя непрерывная логарифмическая зависимость с пов30 торным использованием характеристики логарифмического элемента; при этом, в частности, сохраняется величина выходного напряжения вблизи граничного значения

Вх 2

При равенстве входного напряжения следующему граничному значению О соответствующему повторному достижению верхней границы динамического диа40 пазона логарифмического элемента, срабатывает второй пороговый элемент 6, уменьшая в Д раэ коэффициент перецачи целителя 3 и открывая ключ 10. В результате на третьем участке от

45 ь д х- н до Овх= 04-О Д логарифмический элемент по-прежнему работает в своем динамическом диапазоне, а, благодаря суммированию выходного напряжения логарифмического элемента с напря50 жением 2 ОА, „=Ц,Вор д, выходное напряжение преобразователя на этом участке продолжает изменяться но непрерывной

55 где Оо - постоянная величина, опреде ляемая коэффициентом передачи логарифмического элеменПри достижении входным цапрящением преобразователя величины 0g, соответлогарифмической зависимости

Каждый раэ, когда входное напряжение преобразователя достигает значений

U„. = 0 Д", при которых 1»й раз достигается верхняя граница динамического диапазона логарифмического элемента, 5 70 срабатывает 1 -й пороговый элемент, уменьшая в д раз коэффициент передачи соответствующего управляемого делителя и открывая соответствующий ключ. В результате в эти моменты. сигнал на вхо- де логарифмического элемента уменьшается до нижней границы его динамического диапазона, чем обеспечивается постоянная работа логарифмйческого элемента в eto динамическом диапазоне, а на (i +1)-й вход сумматора подается напряжение, Ц, п, и, благодаря суммированию выход= ного напряжения логарифмического элемента с напряжением i U oq=U 6оц с3,, выходное напряжение преобразователя на (H+1)-м участке продолжает изменяться с ростом О х по той же непрерывной логарифмической зависимости.

B процессе уменьшения напряжения (3 при достижении им тех же граничных значений описанные переключения и вызываемые ими изменения сигналов реализуются в обратном порядке.

Если в преобразователь включены и соответствующих групп пороговый элементуправляемый делитель напряжения - ключ, то логарифмический элемент используется 11 +1 раз, и динамический диапазон преобразователя по входному сигналу равен Э-Й то есть динамический диапазон предложенного преобразователя по его входному сигналу в логарифмических единицах при

Ф сохранении непрерывной логарифмической, зависимости расширяется по сравнению с . динамическим диапазоном логарифмического элемента в n + 1 раз.

С помощью предложенного преобразователя на основе использования логарифмического элемента, имеющего требуемую характеристику в ограниченном динамичес5470 6 ком диапазоне соответствующем, например, одному порядку, можно реализовать воспроизведение. логарифмической зависимости в значительно более широком динами tecKOM диапазоне при сохранении точности, свойственной логарифмическому элементу.

10 Формула изобретения

Логарифмический функциональный преобразователь, содержащий логарифмический элемент, вход которого через после15;довательно соединенные управляемые делители напряжейия подключен ко входу . преобразователя, а выход соединен с одним- из входов сумматора, и пороговые элементы, входы которых связаны с вхо20 дом преобразователя, а выходы - с управляющими входами соответствующих управ,ляемых делителей напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динами25

5 ческого диапазона преобразования, в него введены источник постоянного напряжения и ключи, включенные между источником постоянного напряжения и соответствующими входами сумматора, а управля0 ющие входы ключей соединены с выхода-. ми соответствующих пороговых элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хьюз P. С, Логарифмические видеоусилители, М., Энергия, i976, с. 23ЭО.,2. Волков В. М. функциональные элек40 тронные усилители с широким динамическим диапазоном, Киев, 1967, с. 84, .рис. 22в (прототип) .

705470.

Составитель С. Белан

Редактор Э. Губницкая ТехредЛ, Алферова Корректор М. Вигула

Заказ 8033/53 Тираж. 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиа! ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная„4