Устройство для определения логарифма отношения двух напряжений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 26.10.77 (21) 2539792/18 — 24 с присоединением заявки .%

Г«еуднрстннииый кнцитнт

СССР аа а«иаи из«йретений и «ткрытий (23) П риоритет

Опубликовано 05.02 80- Бюллетень J%Дата опубликования описания 05.02,80 (72) Автор изобретения

Л. Д. Шевченко

Физико-механический институт АН Украинской CCP (?1) Заявитель

4 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА

ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится .к области аналоговой и вычислительной техники и может быть использовано в электронных измерительных установках. Известйы устройства для измере- ния логарифма отношения двух напряжений.

Одно из этих устройств (1} содержит ключи, схемы сравнения, дифференцирующие цепочки, элементы И и ИЛИ, триггеры, счетчик, генераторы счетных импульсов.

: Наиболее близким техническим решением является устройство (21 для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее схему сравнения, два конденсатора, генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальный вход пер- вого из которых служит первым входом устройства. Это устройство основано на принципе формирования с некоторым интервалом последовательности импульсов, количество которых пропорционально логарифму частного от деления меныцего входного напряжения на большее.

Большее напряжение в начале цикла нзмере. ния заряжает через первый ключ первый конденсатор, Этот конденсатор после полного заряда начинает разряжаться до момента сравнения с меньшим входным напряжением, формируя с помощью генератора прямоугольных напряжений второго конденсатора, второго и третьего ключей последовательность импульсов, количество которых пропорционально логарифму частного от деления меньшего напряжения на большее.

Ошибка измерения такого устройства получается из-за сопротивления утечки конденсаторов, а также от нестабильности срабатывания схемы сравнения.

Целью настоящего изобретения является повышение точности.

Это достигается тем, что устройство для определения логарифма отношения двух напряжений, содержащее генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальный вход первого из которых является первым входом устройства, элемент И, две интегрирующие RC-цепи, делитель чатоты и четвертый ключ, причем сигнальный вход второго ключа является вторым входом устройст3 7 ва, выходы первого и второго ключей соответственно через последовательно соединенные первую интегрирующую RC-цепь и третий ключ и через последовательно соединенные вторую интегрирующую RC-цепь и четвертый ключ соединены с первым входом элемента

И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно е первым и вторым выходами делителя частоты, первый выход генератора прямоугольных импульсов соединен со входом делителя частоты и управляющим входом третьего ключа, второй выход генератора прямоугольных импульсов соединен с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом элемента.

Блок-схема устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит ключи 1, 2, 3, 4, интегрирующие RC-цепи 5, 6, генератор прямоугольных импульсов 7, делитель частоты 8, элемент 9 И, счетчик 10 импульсов.

Устройство работает следующим образом, Входные напряжения 0х и U> поступают на сигнальные входы соответствующих ключей

1 и 2, которые управляются симметричными импульсами, снимаемыми с противоположных выходов делителя 8 частоты с большим коэффициентом деления. Импульсы напряжейия первого и второго выходов делителя 8 сдвинуты по фазе относительно друг друга на

180, Входным сигналом этого делителя служит импульсное напряжение первого выхода генератора 7 прямоугольных импульсов. Таким образом выходным йайряжеййем ключа 1 являются прямоугольные импульсы U с амплитудой, равной входному напряжению

0х, а выходным напряжением ключа 2— прямоут ольные импульсы 0 с амплитудой, фавной напряжению 0у, причем две последовательности этих импульсных напряжений находятся в противофазе между собой.

Прямоугольное напряжение ключа 1 поступает на вход интегрирующей RC-цепи 5, а прямоугольное напряжение ключа 2 — на вход интегрирующей цепи 6. Выходийми сигналами цепей 5 и 6 являются, треугольные напряжения U5 и 06, изменяющиеся во времени по экспоненциальному закону. В интервале времени от 0 до 1(, напряжение RC-цепи 5 в зависимости "от -времени онределяетСя равенством

-tl Ñ1

Uб= ) " < <)т эт4- =О-. Т, а напряжение цепи 6

-1В

0 =U е i u.t,=î-. ж

Ь (г

Согласно -теореме запаздывания в интервале

i44i8 4 времени от Т до 2" IY напряжение RC-цепи 5 изменяется по такому закону т, - Е

0 =О Е ЯР.и. =1 + 11.-, а напряжение цепи 6—

1- Я

U =U 1-е и и =Я-:2 1ь

Отсюда момент сравнения напряжений О и 06 в интервале времени от 0 до k определяется зависимостью

t,„=i((n(uÄ+u,)- о„1, а момент сравнения этих напряжений в интервале от Я до 2Х а = (си(и,а,>-(nU„fist

Выходное напряжение RC-цепи 5 поступает на сигнальный вход ключа 3, а напряжение цепи 6 — на сигнальный вход ключа 4. Эти ключи управляются импульсными напряжения2О мй, являющимися в противофазе между собой, которые снимаются с противоположных выходов генератора 7 прямоугольных импульсов.

Ввиду того, что выходы ключей 3 и 4 объединены между собой и их выходной сигнал

25 поступает на второй вход элемента И, являющийся емкостным, входное импульсное напряжение элемента И будет симметричным относительно нулевого уровня.

На первый вход элемента И подается им30 пульсное напряжение, снимаемое со второго выхода генератора 7, В результате такого управления с выхода элемента 9 снимаются лишь те импульсы, которые находятся в промежутке времени от

35 t(до т2 °

Количества этих импульсов пропорционально разности (tq — tq), которая при равенстве постоянных времени RC-цепи 5 и RC-цепи 6, равна

4 -1 =Ф.6и — +В

2 0„

Выходные импульсы элемента И поступают на вход счетчика 10 импульсов.

Использование новых элементов: элемента И, 45 двух интегрирующих RC-цепей, делителя частоты, ключа — выгодно отличает предлагаемое устройство для определения логарифма отношения двух напряжений от известных, так как уменьшается погрешность, обусловленная неста у бильностью срабатывания схемы сравнения и утечкой конденсаторов.

Формула изобретения

Устройство для опр:деления логарифма отношения двух напряжений, содержашее генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, три ключа, сигнальный вход первого

714418

Составитель Л. Снимщикова

Тахред М.Келемеш Корректор H. Стец

Редактор Л. Милитеев

Заказ 9291/48

Тираж . 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб: д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 из которых является первым входом устройства, отличающееся тем,что,с целью повышения точности, оно содержит эле мент И, две интегрируюгцие RC-цепи, делитель частоты и четвертый ключ, причем сигнальный вход второго ключа является вторым входом устройства, выходы первого н второго ключей соответственно через последовательно соединенные первую интегрирующую RC-цепь и третий ключ и через последовательно соединенные вторую интегрирующую RC-цепь и четвертый ключ соединены с первым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, управляющие входы первого и вто6 рого ключей соединены соответсгвенно с пер. вым и вторым выходами делителя частоты, первыи выход генератора прямоугольных импульсов соединен со входом делителя частоты "" и управляющим входом третьего ключа, второй выход генератора прямоугольных импульсов соединен с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом элемента И.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР Р 547786,, кл. G 06 G 7/24, 1976.

2. Патент CIIIA No 324140, кл. 328 — 161, 1957 (прототип).