Широкодиапазонный логарифмический преобразователь напряжения в число импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Уб58 (ц77

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.05.78 (21) 2623622/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) M Кл.

G 06G 7/24

Государственный комитет (53) УДК 681.335.3 (088.8) лс делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. В. Куликов и В. А. Захаркин (71) Заявитель Специальное конструкторское бюро Главного управления заказов, испытания и внедрения новой техники Всесоюзного объединения

«Союзсельхозтехника» (54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ ЛОГАРИФМИЧЕСКИИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧИСЛО

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к информационноизмерительной технике, может быть использовано в анализаторах спектра и цифровых измерительных приборах.

Известно устройство для логарифмиче- 5 ского преобразования напряжения в число импульсов, содержащее генератор импуль- сов, разрядную цепь, пороговое устройство, ключевую схему, усилитель и электронносчетный частотомер (1). 10

Основным недостатком этого устройства является отсутствие возможности преобразования напряжения постоянного тока.

Известен также логарифмический преобразователь, содержащий логарифмирующий 15 блок, источник входного сигнала, пороговое устройство, блок управления, управляемый делитель, причем источник входного сигнала через управляемый делитель соединен со входом логарифмирующего блока и порогового устройства, выход которого подключен к блоку управления, связанного с управляющим входом управляемого делителя (2). Кроме того, это устройство содержит второй управляемый делитель, связанный с первым сложной тункциональной зависимостью, источник опорного напряжения и сумматор, первый вход которого соединен с выходом логарифмирующего блока, а второй через второй управляемый де- 30 литель связан с источником опорного напряжения, управляющий вход второго управляемого делителя соединен с выходом блока управления.

Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования вследствие наличия дополнительных составляющих погрешности, обусловленных операциями сложения (вычитания) напряжений в сумматоре, деления напряжения опорного источника в сложной функциональной зависимости от величины коэффициента передачи входного управляемого делителя и использования в качестве образцовой меры опорного напряжения.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в 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 управляемого делителя, введены тактовый генератор импульсов, элемент И, элемент

ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— ИЛИ и преобразователь коэффициента передачи в длитель777658

3 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 ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— 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 ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— 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 t<, следующих с частотой, определяемой тактовым генератором, в соответствии с выражением;

t, = AlgU,„Ê, где U„— напряжение с выхода источника сигнала 1;

К вЂ” 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 выходит 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 К,п,.

Значение коэффициента передачи управляемого делителя, в свою очередь, также преобразуется в длительность импульсов 4 с помощью преобразователя 7, следующих с частотой тактового генератора, в соответствии с выражением

t = А Ig К,„,.

Зо

4

С помощью элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— ИЛИ осуществляется исключение из результата преобразования t< составляющей, соответствующей коэффициенту передачи — t> управляемого делителя, т. е.

/„,=/,— t,=À Ig,„, где tð„— 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

ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— ИЛИ позволяет повысить точность устройства, т. к. относительная нестабильность частоты даже простейшего кварцевого генератора на одиндва порядка ниже, чем у самых совершенных источников опорного напряжения.

Замена сумматора напряжения на элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— 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 порого777658

Составитель Л. Беляева

Техред В. Серякова

Редактор Б. Федотов

Корректор Е. Николаева

Заказ 2539/14 Изд. № 582 Тираж 772 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пп. Сапунова, 2 вого блока, выход которого через блок управления соединен со вторым входом управляющего делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены тактовый генератор импульсов, элемент И, элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— 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 элемен6 та ИСКЛЮЧИТЕЛЬНΠ— ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом элемента И, а его второй вход соединен с выходом логарифмирующего блока, при этом

5 логарифмирующий блок выполнен в виде преобразователя логарифма напряжения в длительность импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 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).