Разностно-логарифмический преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СИИ ЕТИЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200379 (2t) 2741612/18 с дрисоедииением заявки № (23) Приоритет

G 06 G 7/24 1 осударственннй комвтет

С С С P оо дыам изобретеяяя и открытий

Опубликовано 231130.бюллетень ¹

3) УДК 681. 335, .813(088,8) Дата опубликования описания 2 3.1 18 (72) Авторы изобретения

В.В. Спиридонов и A.И. Чепыженко

Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофиэического института AH СССР (71) Заявитель (54) РАЗНОСТИ -ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Недостаток этого устройства — различные температурные и временные коэффициенты, а также нестабиль ность источников опорного .и входного сигналов, приводяцие к увеличению погрешности измерения и к уменьшению быстродействия и стабильности.

Цель изОбретения — увеличение быстродействия и уменьшения погрешности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности в гидрооптических измерителях. известно логарифмическое устрой- 5 ство, используюшее вольтамперную характеристику нелинейных элементов, кусочно-линейную аппроксимацию и времяимпульсный метод сравнения постоянного входного измеряемого напря lO жения с опорным экспоненциальным напряжением.. В частности, устройство. для измерения логарифма отношения двух величин обеспечивает непосредственное получение логарифма отношения $5 амплитуд двух напряжений параллельно одному и тому же диоду-(1), Однако вследствие отключения вольтамперной характеристики диода от логарифмической, индивидуального разброса параметров диода, а также температурной нестабильности характеристики приведенная погрешность этого устройства составляет 5 - 7%, Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство опре деления отношения напряжений с логарифмическим выходным сигналом, состояшее из двух схем сравнения, генератора экспоненциального напряжения, мультивибратора, логической схемы, источника тактовых импульсов, вентилМ и схемй 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 сигналу Г23, 781836

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство раз-. ностно-логарифмический преобразователь, состоящий из генератора экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, выходы которых подключены к соответствующим входам. вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразователя, введены аналоговый коммутатор, разделительный конденсатор и усилительограничитель, причем первый выход аналогового коммутатора через разделительный конденсатор соединен с усилителем-ограничителем, второй вы-, ход" аналогового "коммутатора соединен с входом генератора экспбненты, третий выход аналогового коммутатора соединен со вторым входом первого коммутатора, выход усилителя-ограничителя 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, первый и второй . компараторы 4 и 5,генератор б экспо« ненты, вычитающее устройство 7.

Входной двухуровневый сигнал аналоговым коммутатором 1 разделяется на два противофазных сигнала, ьдин из которых синфазный с опорным сиг налом генератора 6 экспоненты поступает на компаратор 3, а второй сигнал - противофазный первому через разделительный конденсатор 2, который исключает постоянную составляющую, поступает на инвертирующий усилительограничитель 3, выходной сигнал ко. торого подается на компаратор 5, Иа вторые входы компараторов 4 .и 5 с генератора б экспоненты подается опорное напряжение, обесйечивающее дологарифмирование. Генератор б экспоненты синхронизируется частотой, Ф 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.

Ыа фиг. 2 представлены эпюры напряжений, где И „- входной двух урав ненный сигнал; И зы„ ц — выходной сигнал с первого выхода коммутатора напряжения 1; И ы„ — выходной сигнал со второго выхода коммутатора напряжения 1; И „,„ — выходной сигнал после разделительного конденсатора 2> Иэц - выходной сигнал инвертирующего усилителяограничителя 3; И s, $ - выходной сигнал генератора б экспоненты;

И „,„4. выходной сигнал компаратора

4; Й э д - выходной сигнал компаратора 5; И „ - выходной сигнал преобразователя.

1.5

Предлагаемая схема обеспечивает быстродейтсэие логарифмического устройства с постоянной времени

2 ° 10 с, точность и стабильность

;щ логарифмирования двухуровневого входчого сигнала + 1%.

Формула изобрете ния

Ра з нос т но-лог арифмическ ий преобразователь, содержащий генератор экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов,выходы которых подклю30 чены к соответствующим входам вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразбвателя, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия

35 и уменьшения погрешности, в него введены аналоговый коммутатор, усилитель-ограничитель и разделительный конденсатор, причем первый выход аналогового коммутатора через разделительный конденсатор соединен с усилителем-ограничителем, второй выход аналогового коьвеутатора соединен с входом генератора экспоненты,, третий вйход аналогового коммутатора соединен со вторьм входом первого

45 компаратора, выход усилителя-ограни чителя соединен со вторым входом второго компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. Патент. Chih Р 3482115, кл. G 06 G 7/20, опублик. 1969 °

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