Устройство для определения логарифма отношения двух сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 605219 Союз Соеетскик Социалистических Республик(43) Опубликовало 30.04,78. БОллстень М 1 сударственный комитет овета Министров СССРаа делам изобретений и открытий 3) УДК, 681.335(088 5) Дата опубликова описания 13.04.78(72) Авторы изобретен Крышев бов и изико-механический институт Академии Наук Украинской ССР 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВпока цпфрово ство имеет нс Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для вычисления логарифмов, децибелметров, а также при построении множительно-дели- тельных у стройств.Известны устройства, позволяющие определять логарифм отношения двух постоянных напряжений, работающие в широком динамическом диапазоне измеряемых отношений, которые могут быть как больше, так и меньше единицы 1, 21.Из известных устройств данного типа наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения логарифма отношения двух сигналов 21, содержащее дифференцирующие блоки, входы которых подсоединены к входам устройства соответственно через первый и второй ключи, два блока сравнения, последовательно включенные элемент И, счетчик и блок цифровой индикации, первый н второй триггеры, генератор тактовых импульсов, выходом соединенный с управляющими входами первого и второго ключей, счетчика и с нулевым входом первого триггера, счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛ 1 Л, Вход элемента И соединены соответствснно с генератором счетных импульсов и с выходом первого триггера, выход второго триггерас первым управляющим входом о.пнднкацпи. Кромс того, устройГот 1111 К ОПОРНОГО 11 ПР иКС 1151.Раоот этого гстройства Основана на том,что В зависимости от знака измеряемого ло- Г 1 р 11 ф 2 двт х С 11 Г 12 ЛОВ С 1 аб 2 Т 1 тВ 1 СТ ТОТ из элементов сравнения, которьш производит компарированис экспопенцнально-спадающеГо (но аосолОтпой Величине) напряжения, начальное значстпс которого равно большему но абсолтотпой вслнтшнс входному сигналу, с напряженнем, равным мсн 1 ппсму по абсолютной Величине Входному сигналу.11 СДОСТ 2 ТОК Т 2110 ГО У С 1 РОйСТВт 1 32 КГ 110 Ч 2 СТСЯ 15 В нсвысокой точностпзмсрсния, тгто обусловГс;о, В основном, влиянием порога срабатыЬ 21 т 1 т 51 Э 1 СтС 11 ТОВ Сгт;1 В 11 т 111 я т 12 1 СЗМЛ 1)та 1 ВЫ- ц 1 т.СтнЯПель пзобрстсчшя - повышение тотшостн 20 работы устройства.Это достигается тем, цто в устройство введены два персклюцатсля, третий и чствсртый КГОт 1, тРЕтпй, ЧстВСРтЫй и ПЯтнй ТРИГГЕРЫ, Первые Входы блоков срагспя через соот ГстствуЮШИС ПсрСКЛЮЧ 2 ТСЛН ПогтКЛЮЧСНЫ Квыходам соотвстсВующих дпффсрснцирую ЦИХ ОЛОКОВ, 2 ВТОР 1 т 10 ВХОДт 1 О,101,ОВ СРЗВПСП 151 -- К ПстотН КГ О 10 р 110 ГО Сп Г 11;1 Л 2. ВЫХод первого блока сракисипя чсргз трети ключ 30 сосдп 1 сп с с;1111111 пым ВходО ВторОГО 11 счет,= 1 пУ, У,цым входом третьего триггсров, выход второго блока сравнения чсрез четвертый ключ - с единичным входом четвертого и счетным входом пятого триггеров. 1-1 улевые входы второго, третьего, четвсртого, пятого триггеров соединены с генератором тактовых импульсов, управляющие входы переключателей - с выходами третьего и пятого триггеров, а управляющие входы третьего и четвертого ключец - с выходами соответственно четвсртого и второго трпч еров. Второй управляющий вход блока цифровой индикации подключен к выходу четвертого триггера, а входы элемента ИЛИ - -к выходам третьего и четвертого ключей.1-1 а чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит ключи 1, 2, дифференцирующие блоки 3 п 4, переключатели 5 и 6, источник 7 опорного напряжения, блоки 8 и 9 сравнения, ключи 10, 11, генератор 12 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 13, триггеры 14 - 18, генератор 19 счетных импульсов, элемент И 20, счетчик 21 и блок 22 цифровой индикации,Работает устройство следующим образом.В момент времени 1=0 тактовый импульс генератора 12 замыкает ключи 1 и 2, а также устанавливает своим передним фронтом все триггеры в пулевое состояниЕе и осуществляет сброс показаний счетчика 21.Установка триггеров в нулевое состояние оосспсчивает замыкание ключей 10 и 11, а также нахождение переключателей 5 ц 6 в положении 1,Выходные напряжения блоков 3 и 4 начинают изменяться во времени по законам У, ехр ( --и У, ехр( соответственно, где УЕ и У., - входные напряжения, прикладывасмые к сигнальным входам ключей 1 и 2 соответственно; т - постоянная времени дцффсреццирующих блоков 3 и 4. Чсрсз переключатели 5 и 6 этц напряжения прикладываются к вторым входам блоков 8 и 9 сравнения, па первые входы которых подается опорное напряжение Ь,) источника 7. Пусть, например с 1/) .,е., ТогдаМОМСЦТ ВРСМСЕ 1 И 25 зо 35 4 О 45 50 вход диффереццируЕо 1 цего блока 3. В момен".времени блок 9 срабатывает второй раз и выходным импульсом перебрасывает триггеры 17 ц 18 со счетными входами в нулевое состояние. Псрсключатель 6 снова персодится в положение 1, с единичного входа триггера 18 ца вход элемента И 20 разрешающий сигнал больше це поступает, в результате прекращается прохождение счетных импульсов на вход счетчика 21. На этом прсобразоваццс заканчивается, В счетчике оказывается зафиксированным число импульсов, прошедших ца его вход за проме)куток времени (Ь - 11), т. с,Результат вычисления (1) высвечивается в блоке 22 цифровой индикации с указанием знака логарифма (для рассмотренного примера знак + задается триггером 16),В случае, когда с 7 ) (Уа), преобразование происходит аналогич;Ео с той разницей, Ето моменты равенства напряжений фиксируются блоком 8 сравнения, а триггер 15, устанавливаемый в момент первого срабатывания блока 8 в сдегничцое состояние, высвечивает в блоке 22 знак .Ввеление новых элементов в устройство и осуществление указанных связей позволило определить логарифм отношения двух сигналов по промежутку времени мсжду двумя срабатываниями одного и того же блока сравнения, производящего сравнение двух экспонснциальцо-затухающих с одной и той же постоянной времени напряжений, начальные значения которых раец 1 ы вхочным сигналам, с спорным напряжением. В результате в отличие от известного устройства ца точность раооты предложенного устройства цс влияет наличие ненулевого ЕЕорога срабатывания блоков сравнения (прп услоцц, что этот порог сраОатыация це успевает измениться за время преобразования, ца практике это выполняется). Такие жс цсвысокис требования - сохранение цостояш 1 ой вслцчццы выходного цапряжсцп 5 в т 1."Есцис .сик,а прсОбразОеция - предьявляются к источнику опорного напряжения.55 60 05 срабатывает блок 9 сравнения и свопм выходным импульсом через ключ 11 перебрасывает триггеры 16 и 17, а также григгср 18 через элемент ИЛИ 13 в единичное состояние. В результате через элемент И 20 с выхода генератора 19 ца вход летчика 21 начинают проходить счетныс импульсы. Изменение состояния триггеров 16 и 7, кроме того, приводит к размыканпю клюЕа 10 и переводу псрсклЕочателя 6 в положение 2, В результате к второму входу олока 9 сре 1 впепя 1)казывастс 5 Формула изобретения сгОд строиство для Опрсдслспия;1 Огарцфма Отношения двух сигналов, содержащее лифферснцируЕощис блоки, входы которых подсоединены к входам устройства соответственно через первый ц второй клЕочц, два блока сравнения, последоатсльцо вклк чсццыс элемент И, счетчик ц блок цпфроой пцлпкаццц, первый и второй триггеры, генератор тактовых ИМПУЛЬСОВ, ВЫеи)Л КОТОРОГО С 1)СЛИПСИ С УПРаВ- ляипцимп вхоламп псрого и Егорогс) ключей,(стпарсткого коките( (.о(", а Миист(пов СССР по исаа изооостсии( и о; е 11 п:и 13035, Москва, )К, Рт(ки иии, 1 5писиос 6 1511 ПО Типографии, пр. Сии(,а, 2 счетчика и с нулевым входом первого триггера, счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы элемента И соединены соответственно с генератором счетных импульсов и с выходом первого триггера, выход второго триггера соединен с первым управляющим входом блока цифровой индикации, и источник опорного напряжения, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два переключателя, третий и четвертый ключи, третий, четвертый и пятый триггеры, первые входы блоков сравнения через соответствующие переключатели соединены с выходами соответствующих днфференцирующих блоков, а вторые входы блоков сравнения соединены с источником опорного сигнала, выход первого блока сравнения через третий ключ соединен с единичным входом второго и счетным входом третьего триггеров, выход второго блока сравнения через четвертый ключ соединен с единичным входом четвертого и счетным входом пятого триггсров, нулевые входы второго, третьего, четвертого, пятого триггеров соединены с генератором тактовых импульсов, управляющие входы переключателей соединены с выходами третьего и пятого триггеров, а управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с выходами соответственно четвертого и 10 второго триггеров, причем второй управляющий вход блока цифровой индикации соединен с выходом четвертого триггера, а входы элемента ИЛ 11 подключены к выходам третьего и четвертого ключей.15 Источники информации,прннятыс во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР401891, кл, Ст 06 Ст, 1973.2. Авторское свидетельство205478 б, кл. Ст 06 Ст 7/12, 1976.