Логарифмический аналого-цифровойпреобразователь

 

О П И С А Н И Е (1840947

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Соеетскик

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 24 09.79 (2I) 2819426/Ю-24 (5l )M. Кл.

3 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Q 064 7/24 евеударетеенный кемитет

СССР ае денем изобретений н вткрнтий

Опубликовано23.06.8 3.. Бюллетень .% 23

Дата опубликования описания 26.0ф.8 (53) УДК681 ° .335(088.8) Т. М. Алиев, Х. А. Исмайлов, Д. ф. агамиров и А. А. Тер-Хачатуров,/! (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Азербайджанский институт нефти и ва (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в информационно-измерительных и. управляющих системах для получения циррового значения лога —:;;

5 рифма входного напряжения. Известен,.,логарифмический функциональный преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь " .экспоненциального напряжения, генератор линейно изменяющегося напряжения, компараторы, схему совпадения и блок уравновешивания 1).

Недостатком преобразователя является невысокая тОЧНОсть.

Наиболее близким к предлат аемомуг .является логарифмический аналого- цифро вой преобразователь, содержащий управляемый переключатель, подключенный первым сигнальным входом к шине ввода входногои сигнала, вторым сигнальным входом — к шине опорного напряжения, а управляющими входами - к первому и второму выходам блока управления и входам управления реверсом реверсивного счетчика результата, соединенного счетным входом с выходом ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя. напряжение-.частота, а управляющий входк третьему выходу блока управления, соединенного.четвертым выходом с входом управления счиТыванием регистра памяти, подключенного информационным входом к цифровому выходу реверсивного счетчика результата, а выходом — к входу преобразователя код — напря жение, соединенного выходом с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу

hroporo источника опорного напряжения, а выход — к сигнальному входу второго ключа, соединенного выходом с входом интегратора, подключенного выходом к первым входам двух компараторов и первому сигнальному входу второго управляемого переключателя выход которого соединен с входом преобразователя напряжение — частота, а второй сигнальный вход — с выходом третьего источни3 84 ка .опорного напряжения и с вторым вхо.дом первого компаратора, подключенного выходом к первому входу блока управления, соединенного вторым входом с выходом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого управляемого переключателя Е23

Недостатком известного преобразователя является невысокая точность логарифмического аналого-цифрового преобразования.

Цель изобретения — повышение точнос ти преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий управляемый переключатель, подключенный первым сигнальным входом к шине ввода входного

25

30 ходам блока 2 управления и входом управления реверсом реверсивного счетчика 3

35 результата. Счетчик 3 соединен счетным входом с выходом ключа 4, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя 5 напряжение — частота, а управляющий вход — к третьему выходу

40 блока 2 управления. Блок 2 соединен четвертым выходом с входом управления считыванием регистра 6 памяти, подключенного информационным входом к цифровому выходу счетчика 3 выходом—

45 к входу преобразователя 7 код — временной интервал, а установочным входом — к пятому выходу блока 2 управления. Блок 2 управления подключен входом через формирователь 8 импульсов к шине напряже50 ния питающей сети, а шестым выходом— к входу обнуления аналогового запоминающего элемента 9. Элемент 9 соединен выходом с входом преобразователя 5 на55 пряжение — частота, а сигнальным входом — с выходом формирователя lO экспоненциального напряжения. Формирователь 10 подключен сигнальным входом к выходу переключателя l, а управляюсигнала, вторым сигнальным входом — к шине опорного напряжения, а .управляю-щими входами — к первому и второму выходам блока управления, соединенным с входами управления реверсом реверсивного счетчика результата, соединенного счетным входом с выходом ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение — частота, а управляющий вход — к третьему выходу блока управления, соединенного четвертым выходом с входом управления считыванием регистра памяти, подключенного информационным входом к цифровому выходу реверсивного счетчика результата, дополнительно введены формирователь экспоненциального напряжения, аналоговый запоминающий элемент, npeobpaзователь код- временной интервал и формирователь импульсов, соединенный входом с шиной напряжения питающей сети, а выходом — с входом блока управления, подключенного пятым выходом к установочному входу регистра памяти, а шестым выходом — к входу обнуления аналогового запоминающего элемента, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение — частота, а сигнальный вход — с выходом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу управляемого переключателя, а управляющим входом — к выходу преобразователя код— временной интервал, соединенного входом . с выходом регистра памяти.

При этом блок управления содержит элементы И, элемент ИЛИ-HE и счетчик, счетный вход первого разряда которого является входом блока управления и соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ

0947 4 нулевой выход первого разряда подклю. .чен к первым входам первого и второго элементов И, единичный выход первого разряда счетчика является третьим выходом блока управления и соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является шестым выходом блока управления, а установочный вход первого разряда счетчика подключен к выходу третьего элемента И, соединенного входами с единичными выходами всех разрядов счетчика, кроме первого разря- да, причем нулевой выход второго разряда счетчика является первым выходом блока управления и подключен ко второму входу первого элемента И, выход которого является пятым. выходом блока управления, а единичный выход второго разряда счетчика является вторым выходом блока управления и соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого является четвертым выходом блока управления. На чертеже изображена блок-схема логарифмического аналого цифрового преобразоват еля. !

Преобразователь содержит управляемый переключатель 1, подключенный первым сигнальным входом к шине ввода входного сигнала, вторым сигнальным входом.— к шине опорного напряжения, а управляюшими входами — к первому и второму вы840947 Ь зователем 7, вырабатывается экспоненциально нарастающее. напряжение

ll, т д

Э Х где

11 Х /С

Э о

5 щим входом — к выходу преобразователя 7 код — временной интервал. Блок 2 управления содержит элемент ИЛИ-НЕ элементы И 12-14 и счетчик l5, счет ный вход первого разряда которого является входом блока 2 и соединен с ,первым входом элемента ИЛИ-НЕ ll, нулевой выход первого разряда подклю чен к первым входам первого и второго элементов И 12 и l3, единичный выход первого разряда является третьим выходом блока 2 и соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 11, выход которого является шестым выходом блока 2, а установочный вход первого разряда подключен к выходу третьего элемента И 14, Входы элемента И l4 соединены с единичными выходами всех разрядов счетчика l5, кроме первого разряда. Нулевой выход второго разряда счетчика l5 является первым выходом блока 2 и соединен со вторым входом первого элемента И 12. выход которого является пятым выходом блока 2. Единичный выход второго разряда счетчика 15, являющийся 2s вторым выходом блокр 2, подключен ко второму входу второго элемента И 13, выход которого является четвертым выходом блока 2

Логарифмический аналого-цифровой 30 преобразователь работает следующим образом.

Сигналом Запуск" все узлы приводятся в исходное состояние. Формирователь

8 начинает вырабатывать импульсы, соответствующие периоду напряжения питающей сети, аналоговый запоминающий эле-. мент 9 сигналом с шестого выхода блока 2 (выхода элемента ИЛИ-НЕ 11) обну- 4 ляется, а в регистре 6 памяти сигналом с пятого выхода блока 2 (выхода элемента И l2) устанавливается максимальный код, согласно которому на выходе преобразователя 7 образуется максималь4 ный временной интервал. Лалее импульсы с выхода формирователя 8 синхронизируют работу блока 2 управления, поступая на счетный вход счетчика 15 (счетный вход его первого разряда). Счетчик

l5 формирует на выходах своего второго разряда сигналы управления переключателем 1 и реверсом счетчика 3, устанавливая счетчик 3 в режим сложения. При этом входное .напряжение 0Х при помощи переключателя l подается на сигнальный вход формирователя l0, на выходе которого в течение максимального временного интервала Т, задаваемого преобра— постоянная времени формирователя lO.

Полученное на выходе формирователя

lO напряжение через запоминающий элемент 9 поступает на вход преобразователя 5 напряжение — частота. Количество импульсов с выхода преобразователя 5, прошедшее через ключ 4 в течение времени, задаваемого сигналом с третьего выхода блока 2 управления, подсчитывается счетчиком 3. Передним фронтом сигнала с четвертого выхода блока 2 (элемента И l3) образующийся код через регистр 6 памяти передается на преобразователь 7, где преобразуется в соответствующий временной интервал Х

Переключатель 1 переключается, подавая на сигнальный вход формирователя

10 опорное напряжение 0> и формирователь lO в течение времени Q форми1 рует экспоненциально нарастающее напряжение, которое в момент окончания интервала ty,1 равно!

Полученное напряжение Цэ с выхода запоминающего элемента 9 преобразуется в число-импульсный сигнал, который вычитается в счетчике 3 из ранее сформированного результата. Затем к полученной разности диалогично выше= описанному прибавляется кодовое значение входного напряжения Ц,, :экспоненциально разворачиваемое с помощью форГ мирователя lO в течение максимального временного интервала Т, задаваемого на регистре 6 сигналом с пятого выхода блока 2 управления. Таким образом, получается первый скорректированный результат логарифмического аналого-цифровогб преобразования входного напряжения. Этот результат через регистр 6 с помощью преобразователя 7 преобразуется во временной интервал tg В,- течение этого интервала напряжение U< преобразуется в код, полученный код вычитается иэ первого скорректированного результата, хранящегося в счетчике 3. К образованной разности вновь прибавляется кодовое значение напряжения Ц 1, экспоненциально развернутого в течение времени Т. Получается второй скорректированный реэуль7 84094 тат. Такие действия продолжаются до тех пор, пока с требуемой точностью не зафиксируется равенство

Т/Ъ» ц Хп/ о где Х вЂ” временной интервал, соответ ствующий коду счетчика 3 после q -ой итерации.

Отсюда получаем ох 1О

Ь = 4 — +т.

Хп ц о

Поскольку Т выбирается равным мак» симальному коду (определяемому объемом счетчика 3), то слагаемое Т в счетчике

3 не фиксируется. Таким образом, код, полученный в реверсивном счетчике 3, равен логарифму отношения напряжения, входного к опорному.

Предлагаемый логарифмический аналого го-цифровой преобразователь позволяет по сравнению с известным повысить точность преобразования за счет использо вания итерационного принципа измерения и повышения помехоустойчивости от воздействий питающей сети путем синхронизации преобразования частотой питающей сети.

8 зователь код — временной .интервал и формирователь импульсов, соединенный входом с шиной напряжения питающей сети, а выходом — с входом блока управления, подключенного пятым выходом к установочному входу регистра памяти, а шестым выходом — к входу обнуления аналогового запоминающего элемента, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение — частота, а сигнальный вход, - с выходом формирователя экспоненциального напряжения, подключенного сигнальным входом к вы- ходу управляемого переключателя, а управляющим входом — к выходу преобразователя код — временной интервал, соединенного входом с выходом регистра памяти.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок управления содержит элементы И, элемент ИЛИ-HE и счетчик, счетный вход первого разряда которого является входом блока управления и соединен с первым входом элемента ИЛИ НЕ, нулевой выход первого разряда подключен к первым входам первого и второго элементов И, единичный выход перво- го разряда счетчика является третьим выходом блока управления и соединен со вторым входом элемента ИЛИ НЕ, выход которого является шестым выходом блока управления, а установочный вход перaoro, разряда счетчика подключен к вы.ходу третьего элемента И, соединенного входами с единичными выходами всех разрядов счетчика, кроме первого разряда, причем нулевой выход второго разряда счетчика является первым выходом блока управления и подключен ко второму входу первого элемента И, выход которого является пятым выходом блока управления, а единичный выход второго разряда счетчика является вторым выходом блока управления и соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого яв-1 ляется четверть% выходом блока управ- ления.

Ф о рм ул а зо изобре тения

1. Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий управляемый переключатель, подключенный первым сигнальным входом к шине ввода входного сигнала, вторым сигнальным входом — к шине опорного напряжения, а управляюиФми входами — к первому и второму выходам блока управления, соединенным с входами управления реверсом реверсивного .счетчика результата, соединенного счетным входом с выходом ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение — частота,. а управляющий вход — к третьему выходу блока управления, соединенного четвертым выходом с входом управления считыванием регистра памяти, подключенного информационным входом к цифровому выходу реверсивного.счетчика результата, о т л и - о ч а ю шийся тем,. что, с целью повышения точности преобразования, в не.го .дополнительно введены формирова%. тель экспоненциального напряжения, ана логовый запоминающий элемент, преобра55

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l .. Авторское свидетельство СССР

% 611600, кл. (j 06 Q 7/24, l874.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 484528. кл. 5 06 Й 7/24, l874 (прототип) .

840947

Составитель С. Казинов

Редактор Н. Пушненкова Техред M.Òàáàêîâè÷ Корректор С. Шекмар

Заказ 477.0/75 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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