Логарифмический аналого-цифровойпреобразователь — SU 840947 (original) (raw)
О П И С А Н И Е1840947ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Саоз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Я 060 7/24 евеударетееииый кемитет ИС.Р ае девам изобретений н вткрмтий) Заявите Азербайджанский институт нефти и ва(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к автоматике ния реверсом реверсивного счетчика реи вычислительной технике и может быть эультата, соединенного счетным входом использовано, в частности, в информацион- с выходом ключа, сигнальный вход кото- но-измерительных и.управляющих системах рого подключен к выходу преобразователя. для получения пяррового значения лога - .напряжение-.частота, а управляющий вход 5рифма входного напряжения, к третьему выходу блока управления, соеИзвестен, логарифмический функпио-, диненного.четвертым выходом с входом нальный преобразователь, содержащий управления считыванием регистра памяти, генератор тактовых импульсов, формирова- подключенного информационным входом к тель .экспоненциального напряжения, цифровому выходу реверсивного счетчика генератор линейно изменяющегося напря- результата, а выходом - к входу преобжения, компараторы, схему совпадения разователя код - напря жение, соединеннеи блок уравновешивания 3. .го выходом с первым входом сумматора,Недостатком преобразователя является второй вход которого подключен к выходу невысокая точность. Ьторого источника опорного напряжения,Наиболее близким к предлагаемомуг а выход - к сигнальному входу второго является логарифмический аналого- цифро- ключа, соединенного выходом с входом рой преобразователь, содержащий управляе- интегратора, подключенного выходом к мый переключатель, подключенный первым первым входам двух компараторов и персигнальным входом к шине ввода входного 2 вому сигнальному входу второго управ- сигнала, вторым сигнальным входом - к ляемого переключателя выход которого шине опорного напряжения, а управляющи- соединен с входом преобразователя нами входами - к первому и второму выхо- пряжение - частота, а второй сигнальдам блока управления и входам управле- ный вход - с выходом третьего источни84ка .опорного напряжения и с вторым вхо.дом первого компаратора, подключенного выходом к первому входу блока управления, соединенного вторым входом свыходом второго компаратора, второй входкоторого подключен к выходу первого управляемого переключателя 2,Недостатком известного преобразователя является невысокая точность логарифмического аналого-цифрового преобра.зования.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем,что в логарифмический аналого-цифровойпреобразователь, содержащий управляемыйпереключатель, подключенный первым сигнальным входом к шине ввода входного 15 20 25 30 ходам блока 2 управления и входом управления реверсом реверсивного счетчика 3 35результата, Счетчик 3 соединен счетнымвходом с выходом ключа 4, сигнальныйвход которого подключен к выходу преобразователя 5 напряжение - частота, ауправляющий вход - к третьему выходу 40блока 2 управления, Блок 2 соединенчетвертым выходом с входом управлениясчитыванием регистра 6 памяти, подключенного информационным входом к цифро 4 вому выходу счетчика Звыходом - 45к входу преобразователя 7 код - временнойинтервал, а установочным входом - к пятому выходу блока 2 управления, Блок 2управления подключен входом через формирователь 8 импульсов к шине напряжения питающей сети, а шестым выходом -к входу обнуления аналогового запоминающего элемента 9. Элемент 9 соединенвыходом с входом преобразователя 5 напряжение - частота, а сигнальным входом - с выходом формирователя 10экспоненциального напряжения. Формирователь 10 подключен сигнальным входомк выходу переключателя 1, а управляюсигнала, вторым сигнальным входом - кшине опорного напряжения, а управляю- .щими входами - к первому и второму выходам блока управления, соединенным свходами управления реверсом реверсивногосчетчика результата, соединенного счет-ным входом с выходом ключа, сигнальныйвход которого подключен к выходу преобразователя напряжение - частота, ауправляющий вход - к третьему выходублока управления, соединенного четвертым выходом с входом управления считыванием регистра памяти, подключенногоинформационным входом к цифровому выходу реверсивного счетчика результата,дополнительно введены формирователь экспоненциального напряжения, аналоговый запоминающий элемент, преоЬразователь код- временной интервал и формирователь импульсов, соединенныйвходом с шиной напряжения питающей сети, а выходом - с входом блока управления, подключенного пятым выходом к установочному входу регистра памяти, ашестым выходом - к входу обнуленияаналогового запоминающего элемента,выход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, а сигнальный вход - с выходом формирователяэкспоненциального напряжения, подключенного сигнальным входом к выходу управляемого переключателя, а управляющимвходом - к выходу преобразователя код -временной интервал, соединенного входом,с выходом регистра памяти. При этом блок управления содержит элементы И, элемент ИЛИ-НЕ 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 совторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выходкоторого является шестым выходомблока управления, а установочный вход первого разряда счетчика подключен к выходу 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 второгоэлемента И, выход которого является четвертым выходом блока управления.На чертеже изображена блок-схема логарифмического аналого цифрового преобразователя.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 Ьзователем 7, вырабатывается экспоненциально нарастающее. напряжение 11,тдею Э Х У где 10 15 го О - 11 Х,/С Э о 5шим входом - к выходу преобразователя 7 код - временной интервал, Блок 2управления содержит элемент ИЛИ-НЕэлементы И 12-14 и счетчик 15, счетный вход первого разряда которого является входом блока 2 и соединен с,первым входом элемента ИЛИ-НЕ 11,нулевой выход первого разряда подключен к первым входам первого и второгоэлементов И 12 и 13, единичный выходпервого разряда является третьим выходом блока 2 и соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 11, выход которого является шестым выходом блока 2, аустановочный вход первого разряда подключен к выходу третьего элемента И 14,Входы элемента И 14 соединены с единичными выходами всех разрядов счетчика 15, кроме первого разряда. Нулевойвыход второго разряда счетчика 15 является первым выходом блока 2 и соединен со вторым входом первого элемента И 12. выход которого является пятымвыходом блока 2, Единичный выход второго разряда счетчика 15, являющийся 25вторым выходом блокр 2, подключен ковторому входу второго элемента И 13,выход которого является четвертым выходом блока 2,Логарифмический аналого-цифровой ЗОпреобразователь работает следующим образом. Сигналом Запуск" все узлы приводятся в исходное состояние, формирователь35 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) обнуляется, а в регистре 6 памяти сигналом с пятого выхода бпока 2 (выхода элемента И 12) устанавливается максимальный код, согласно которому на выходе преобразователя 7 образуется максимальный временной интервал. Далее импульсы с выхода формирователя 8 синхронизируют работу блока 2 управления, поступая на счетный вход счетчика 15 (счетный вход его первого разряда). Счетчик 15 формирует на выходах своего второго разряда сигналы управления переключателем 1 и реверсом счетчика 3, устанавливая счетчик 3 в режим сложения, При этом входное .напряжение ОХ при помощи переключателя 1 подается на сигнальный вход формирователя ХО, на выходе которого в течение максимального временного интервала Т, задаваемого преобра - постоянная времени формирователя 10.Полученное на выходе формирователя 10 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 13) образующийся код через регистр 6 памяти передается на преобразователь 7, где преобразуется в соответствующий временной интервал ХПереключатель 1 переключается, подавая на сигнальный вход формирователя 10 опорное напряжение О и формирователь 10 в течение времени Сх формирует экспоненциально нарастающее напряжение, которое в момент окончания интервала ЬХ,( равноПолученное напряжение Оэ с выхода запоминающего элемента 9 преобразуется в число-импульсный сигнал, который вычитается в 1 счетчике 3 из ранее сформированного результата. Затем к полученной разности диалогично выше= описанному прибавляется кодовое значение входного напряжения Ц:экспоненциально разворачиваемое с помощью форГмирователя 10 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, Э тот результат через регистр 6 с помощью преобразователя 7 преобразуется во временной интервал х. В, течение этого интервала напряжение Оо 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 84094тат, Такие действия продолжаются дотех пор, пока с требуемой точностью незафиксируется равенствоТ(еюх огде 1;Х - временной интервал, соответствующий коду счетчика 3после-ой итерации.Отсюда получаемЦх 1 ОЬ = Ь - +т,Хь цоПоскольку Т выбирается равным максимальному коду (определяемому объемомсчетчика 3), то слагаемое Т в счетчике153 не фиксируется, Таким образом, код,полученный в реверсивном счетчике 3,равен логарифму отношения напряжения,входного к опорному.Предлагаемый логарифмический анало 20го-цифровой преобразователь позволяетпо сравнению с известным повысить точность преобразования за счет использования итерационного принципа измеренияи повышения помехоустойчивости от воздействий питающей сети путем синхронизации преобразования частотой питающейсети. 7 8зователь код - временной .интервал иформирователь импульсов, соединенныйвходом с шиной напряжения питающейсети, а выходом - с входом блока управления, подключенного пятым выходом кустановочному входу регистра памяти, ашестым выходом - к входу обнуленияаналогового запоминающего элемента,выход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, асигнальный вход, - с выходом формирователя экспоненциального напряжения,подключенного сигнальным входом к вы-ходу управляемого переключателя, ауправляющим входом - к выходу преобразователя код - временной интервал, соединенного входом с выходом регистрапамяти,2. Преобразователь по п, 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что блок управлениясодержит элементы И, элемент ИЛИ-НЕи счетчик, счетный вход первого разрядакоторого является входом блока управления и соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, нулевой выход первого разрядаподключен к первым входам первого и второго элементов И, единичный выход перво-го разряда счетчика является третьимвыходом блока управления и соединен совторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выходкоторого является шестым выходом блока управления, а установочный вход первого, разряда счетчика подключен к вы.ходу третьего элемента И, соединенноговходами с единичными выходами всех разрядов счетчика, кроме первого разряда,причем нулевой выход второго разрядасчетчика является первым выходом блокауправления и подключен ко второму входупервого элемента И, выход которого является пятым выходом блока управления,а единичный выход второго разряда счетчика является вторым выходом блока управления и соединен со вторым входомвторого элемента И, выход которого яв ляется четверть% выходом блока управ-ления,Формула 30изобретения 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 управляюиФ- ми входами - к первому и второму выходам блока управления, соединенным с входами управления реверсом реверсивного .счетчика результата 1 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 щ и й с я тем,. что, с целью повышения точности преобразования, в не,го дополнительно введены формирова-.тель экспоненциального напряжения, аналоговый запоминающий элемент, преобра 55 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР% 611600, кл. 0 067/24, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР Ж 484528. кл. Ь 06 Й 7/24, 1974840947 СоставительС. Казиновктор Н. Пушненкова Техред М.Таб вич Корректор С. Шекм ако ПодписСССР аз 477,0/75ВНИИП. 4 3. 1303 илиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 7Государственного елам изобретений ква, Ж, Рауш коми теоткрькаи на