Логарифмический преобразователь напряжения в код

 

ОП ИСАНИЕ

Союз: Советсник

Социалистических

Республик

<1ц 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(6I).Пополннтелъное к авт.. свнд-ву (51)М. Кд.

Н 03 К 13/20 (22) Заявлено 29.12.79 (21) 2862264/18-21 с присоединением заявки .% (23 ) Приоритет

Гооуйарстеаиык комитет

СССР ио делен иэооретений и открытий (53) УДК 681, ° 325(088,8) Опубликовано 30,03.82. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 04,04,82 (72.) Авторы изобретения

В. Е. Ямный, Б. М. Бороздин, Ю.. Бепоносов и А. М. Ильянок

%т

Белорусский ордена Труцового Красного ЗнаметПГ государственный университет им, В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ B КОД

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах различного назначения, Известны логарифмические преобр азо ватели напряжения в код, содержащие RC 5 цепочку, компаратор блок управления, преобразование в которых осуществляется по способу ециничных приращений (1).

Оцнако, такие преобразователи имеют недостаточно высокое быстродействие„ т0

Наиболее близким к изобретению . явля ется логарифмический преобразователь напряжения в код, соцержаший компараторы, первые входы которых соединены с клем15 мой преобразуемого сигнала, вторые входы - с соответствующими выхоцами резистивного целителя, зашунтированного конценсатором, первая клемма которого соецинена с обшей шиной, а вторая через ключ подключена к источнику опорного напряжения, выходы компараторов соединены с соответствующими вхоцами триггеров, выхоцы которых. через шифратор соединены с установочными входами старших разряцов счетчика, генератор, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, выхоцы которого соецинены соответственно с управляющими входами компараторов, триггеров, старших разрядов счетчика, ключа, а второй ахоп подключен к клемме запуска преобразователя (2).

Недостатком такого устройства явля ется излишняя сложность и необходимость включения большого количества компараторов.

Uemь изобретения - упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в логарифмическом преобразователе напряжения в код, содержащем компараторы, первые входы которых соединены с клеммой преобразуемого сигнала, вторые входы с соответствуюшими выходами резистивного целителя, зашунтированного конденсатором, первая клемма которого соединена с обшей шиной, а вторая через

3 917337 ф ключ подключена к источнику опорного напряжения, вью оды компараторов соединены с соответствующими входами три герон, выходы которых через шифратор соединены с установочными входами стар- 5 ших разрядов, счетчика, генератор, выход котсрого соединен с первым входом бло-ка синхронизации, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами zowaparopoa, триггеров, crap- to ших разрядов счетчика, ключа, а второй вход подключен к клемме запуска преобразователя, введены одновибратор, генератор тока, элемент ИЛИ-НЕ и элементы исключающие ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими выхопами компараторов, вторые вхоцы - с соответствующими выходами триггеров; а выходы .- через элемент ИЛИ-НЕ соединены с управляющим входом младших разрядов счетчика, второй ахоп которого соединен с первым цополнительным выхоцом блока синхронизации, второй дополнительный вы.ход которого через последовательно включенные одновибратор и генератор тока ,поцключен к конденсатору. Ha фиг. 1 изображена схема преобразователя, на фиг, 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит входную клемму

1 преобразуемого сигнала, источник 2 опорного напряжения 0 щ, ключ 3, конденсатор 4, резистивный делитель 5 напряжения, набор компараторов 6, набор триггеров 7, набор элементов 8 исключающее ИЛИ, элеменг 9 ИЛИ-НЕ, шифра35 тор 10, счетчик 11, содержащий старшие

12. и младшие 13 разряды, блок 14 синхронизации, генератор 15, клемма .16 запуска, одновибратор 17, генератор 18 тока.

Устройство работает следующим о6разом.

В начале цикла ключ 3 замкнут, триггер 7 и счетчик 11 сброшены в нулевое ,45 состояние. Напряжение на конденсаторе 4 равно U6

По приходу импульса запуска преобразователя на ахоп 16 блок 14 синхронизаIlHH вырабатывают серию импульсов. Первый импульс этой серии опрашивает набор

50 компараторов 6 (время tg фиг. 2). ВторoN импульс (время ) заносит состояние компараторов 6 триггера 7 и через шифратор 10 — в старшие разряды 12 счетчика ll. Так как на выходах компараторов 6 и на выходах триггеров 7 одинаковые логические уровни, то на выходах элементов 8 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ логический ноль, следовательно, на выходе элемента 9 ИЛИ HE логическая ециница.

Для получения логарифмической шкалы пороги компараторов должны быть равны

Ц„е О М(4+У ) 6, 0,р U „(+ьУ ) "

U:U .„l,0+Ф) "=00„ гце О п„„- минимальное преобразуемое напряжение

w - количество компараторов, 5 =t4iII.

С помощью метом считывания грубо определяется логарифмический эквивалент преобразуемого напряжения:

V e V, ills,04 ) где а „- относительная погрешность грубого преобразования, (Pv>d"), т „- количество сработавших компа-раторав, причем

Ux U„.""-U,.„ 1)

Так как О+Ф)") = 9, а й= е и, то (1+o)"=

=1+4"4 = 0 . В счетчике 11 необходимо е". записать число (rnx41) и. . Для увеличения точности преобразования (при малом количесгве компараторов на первом такте) испоазуется второй такт работы.

На втором такте работы преобразователя ключ 3 размыкается (время 1 ), а конденсатор 4 начинает разряжаться по экспоненциальному напряжению, а из млацших разряцов 13 счетчика 11 начинают вычитаться импульсы с периодом T .

Ц1

" )оде гце — постоянная времени резистивного делителя 5 и конденсатора 4.

Пос гоянная времени рассчитывается таким образом, чтобы эа время одного периода генератора 15 напряжение на конценсаторе 4 изменилось бы в (1+Ф) раз;

3 г - 844 w) < =Щ,(оЧ

Напряжения на входах всех компарато- ров также изменяется по экспоненциальному закону:

917337

v -v g- "

-tent н =н е

Ф ор мула изобретения

Логарифмический преобразователь напряжения- в код, содержащий компараторы, первые входы которых соединены с клем5 мой преобразуемого сигнала, вторые вхо» ды с соответствуюаими выхоцами эисU =V e™

tYl Q5

Так как преобразуемое напряжение Ux располагается между какими-то порогами компараторов, то, всждствие уменьшения порога компараторов, через некото0 рое время ближайший к Ох еще не сработавший компаратор сработает и на его вы» ходе появится логическая единица; при этом на .выходе соответствующего эле» мента ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 8 появится

15 также единица, так как на оцном входе ноль, а на втором входе единица. Сле- довательно, на выходе элемента ИЛИ-НЕ

9 появится ноль, и поступление импульсов на вычитающий вход млацших разряцов 13 счетчика ll прекратится. В счетчике заго пишется число, равное

8„= (тп„i )п-n„, где

30 имеем и 6 4

t -Ф. х т„

Из временной диаграммы -видно, что S 4

Тт

Х или, учитывая, что

"Н = (б" )=О.(ь ) и

U;(qidt)n

tg 1„. „ х

Ок ончательно

Й =(упх+Фъ- Еп ттйт Му х 40

Ti. " 4е+От

e>«+ еО

О ((„„,)„, н„=0„с„(; - ф) Х ре тивного делителя,- зашунтированного конденсатором, первая клемма которого соединена с обшей шиной, а вторая через ключ поцключена к источнику опорного напряжения, выходы компараторов соединены с соответствующими входами триггеров, выходы которых через шифратор соединены с установочными входами стаР.." ших разрядов счетчика, генератор, выход которого соединен с первым вхоцом блока синхронизации, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами компараторов, триггеров, старших разряцов счетчика; ключа, а второй вход подключен к клемме запуска преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены оцновибратор, генератор . тока, элемент ИЛИ-НЕ и элементы ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими выходами компараторов, вторые вхоцы — c соответствующими выходами триггеров, а выхоцычерез элемент ИЛИ-НЕ соецинены с управляющими входами младших разрядов счетчика, второй вход которого соединен с первым дополнительным выходом блока синхронизации, второй цополнитал ьный выход которого через последовательно включенные одновибратор и генератор тока поцключен к конценсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

М. 1195262, кл, С 4 Н, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Иа 675598, кл Н 03 K 13l17, 1973 (прототип) .

917337. дыхам

Ю

Ae ebi

Р оР 0

Ко-й

Биоип,. им-А

5 иг.2

Составитель В.. Махнанов

Редактор E. Кинив Телред М. Надь Корректор В. Синицкая

Заказ, 1911/76 Тираж 954: Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЭОЭ5, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/6

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