Логарифмический преобразователь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЮГОРСКОМУ СВИДОВееЬСТВУ Сфа 1 Советска Соцалисти мескита республик1)М. К Сг 06 С 7/ Гкударственный квинтет Совета Мнннстров СССР ао делам нзаоретеннй н открытнй2) Авторизобретения К И. Пучков 1) Заявитель Смол кнй филиал Мос инс гиту та(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ говых нмяульсов, а выход является выходом устройства 21, Компенсационный преобразователь имеет высокую гэчносгь, но малое быстродействие, эпределяемое инерционностью импульсного делителя напряження и усилителя рассогласованияЦелью изобретения является увеличение быстродействия компенсационного преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемый логврнфмнческнй преобразователь введены безынерциэнный сумматор, первый вход которого подключен к источнику входнэго сигнала, второй вход - к выходу усилителя, в выход соединен со вторым входом схемы сравнения, и логический элемент запрета, входы которого соединены с выходами триггера и генератора тактовых импульсов, в выход подключен к управляющему входу импульсного делителя напряжения,Н а чер 1 еже предс гавленв фу нкци ональна я схема логарифмического преобразователя, ко горый содержит генератор тактовых импульсов 1, генератор экспоненциального напряжения 2, источник 3 опорного напряжения Изобретение относятся к аналоговой вычислительной гехннке н может быть нспэльзовано в информационно-измерительныхпре образователях,Известен логарифмический пре обрвзэвагель, содержащий генератор экспэйенцнальнэго напряжения, схему сравнения, триггер,генератор тактовых импульсов (1 . Однакотакой преобразователь имеет невысокую гэч-,носгь. 30Нвнбэлее близким техническим решениемк даннэму нзобретенню является логарифмический преобразователь, построенный по кэмпенсацнонной схеме и сэдержащнй усилитель,вход которого через масшгабнрующнй резнс-т 5гор соединен с источником вхэдного сигнала, генератор экспоненциального напряженна,сигнальный вход которого соединен с, источником опорного напряжения, управляющийвход - с выходом генератора тактовых нм- йОпульсов, в выход подключен к одному нз вхо-:дов схемы сравнения н через импульсныйделитель напряжения - ко входу усилителя,н триггер, входы которого сОединены с выходами схемы сравнения н генератэра гак овского ордена Ленина энеЦо триггер 4, источник 5 входнэго сигнала, безынерционный сумматор 6, масщтабирующий резистор 7, усилитель 8, схему сравнения 9 импульсный делитель 10 напряжениисэдержвший резистор 11, конденсатор 12 и бключ 13, логический элемент запрета 14.В начальный момент времени сигналомс генератора тактэвых импульсов 1 запускается генератор акспэненциальногэ напряжения 2, запитанный от источника опорно- фго напряжения 3, и пе,рекюючается триггер 4. Входное напряжение Бек, ог источника входного сигнала 5 ностуйаег на первый вход безынерциовнэго сумматора 6 ичерез масштабируюшай резистор 7 на вход 15усилителя 8. Выходное напряжение сумматора 6ц = к:Уеподается:иа эдин екэа схемы сравнения 9.На второй вкэд этой схемы поступает выжаиэе напряжение генератора 2О,=У,е ф,еде Й- постоянная времени экспоненты,В момент равенства У=Уз схема срав.веная 9 вырабатъааег импульс, которыйсбрасывает триггер 4. Длительность выходного амлуаьса, сформированного триггером4, асазыввегся равной С 1 т ф 9При этом оказывается, что даже при ко 2 Онечном значении, усозффициенга усиления, усилителя 8 Ь О, и, следовательно,его выходное напряжение равно нулю, гэаесть усилитель 8 и делитель 10 участияв работе преобразователя не принимают (навыходе делителя 10 напряжение равно нулю).Изменение окружающих условий, напримертемпературы, может изменить равенствоМ1 и величину порога срабатываниясхе- /ЗО мы 9. При атом равенсгвоФяи окажется нарушенным, Это приведет к появлениюнапряжения Ь 1 4 О . Усилитель 8 начнетОотрабатывать рассогласование, стремясьустановить ЬЦО . В атом случае делитель 35 10 и усилитель 8 принимают участие в рабоге преобразователя, Однако изменениевеличины порога срабатывания схемы сравнения 9 и коэффициента передачи К сумматора 6 обычно незнайгельно и поэтому ска чок входного напряжения вызывает скачкообразное (эа время Т) изменение выходногоимпульса до величины 1 я, близкой к значению ои, после чего начинаегся переходнойпроцесс, в котором принимают участие им пульсный делитель напряжения, 10 и усилитель 8. Во время переходного процесса,пр..исходит отработка сигнала эт величиныблизкой к и, до величины ти. Поэтомувремя отработки скачка входного напряжения 50 у предлагаемого преобразователя значительно меньше, чем у известного. Причем времяотработки не зависит ог величины скачкавходного напряжения, гвк как усилитель 8никогда не входит в насыщение.55 Предлагаемый логариФмический пре образователь был собран и испытан на кафедреавтоматики и телемеханики Сф МЭИ, Периодследования тактовых импульсов сосгввлял1 мс. Время вхождения в 1% зону не пре О выщвло 1 мс при любой величине скачка ае т, - ццЕМ где .31- сОпрогивлени,Учитывая, чт Прервем этот импульс сформирован пракгичеоки за время одного периода частотыгенератора 1. После окончания импульса свыхода триггера 4 появляется импульс на.выходе лиического элемента запрета 14,Этот импульс существует дэ окончанияформирования напряжения 0 (обычно доТ/2). На время действия выходного им-пульса логического элемента запрета 14ключ 13 импульсного делителя 10 напряжения замкнут в верхнее "положение, и напряж ние генератора 2, через резистор 11и: гупаег на вход усилителя 8. В эсгвльню часть периода этот ключ замкнут нвземлю (нижнее положение). Полагая кэзффициенг усиления усилителя 8 равным бесконечности, для средних гоков можно записать В реальнэм устройстве время существования напряжения Ц ограничено и, как тказывалэсь, эбычно составляет величину Т/2. Однако и в атом случае выбором-Ф/,д йфможно обеспечить Сф О,Выбр Я =7% Т, лу Если выбрать Ъ 1, то выражения (1) иЗаказ 1854/46 Тираж 826 ПэдписнэеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССССРпо делам изобретений и открытий113035, Мэсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Прэекгная, 4 входного напряжения, Диапазон изменения входного напряжения составлял 0,01-5 В. При этом длительность выходного. у составляла 10-500 мкс.формула изобретенияЛогарифмический преобразователь, содержащий усилитель, вход которого через масчштабирующйй резистор соединен,с источником входного сигнала, генератор экспоненциального напряжения, сигнальный вход которэгэ с оединен с ис точник ом оп ори ого напряжения, управляющий вход - с выходом генератэра тактовых импульсов, а выход подключен к одному из входов схемы сравнения и через импульсный делитель напряжения - ко входу усилителя, и триггер, входы котэрэгэ соединены с выходами схемы сравнения и генератора тактовых импульсэв, а выход является выходом устройства, о т л н ч а юю ш и й с я тем, чтэ, с целью повышениябыстродействия в устрэйствэ введены безынерциэнный сумматор, первый вход кэтэрого пэдключен к источнику вхэднэгэ сигнала, вторэй вхэд - к выходу усилителя, авыхэд соединен сэ втэрым входом схемысравнения, и логический элемент запрета,входы кэторого соединены с выходами триггера и генератэра тактэвых импульсов, авыход подключен к управляющему вхэдуимпульсного делителя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Смэлов В, Б., Угрюмов Е. П, Иремяампульсные вычислительные устройства, "Энергия, 1968, с. 132.2, Смэлэв В, Б. Аналоговые вычислительные машины, Высшая шкэла, М., 1972, с. 216.