Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1) СО 6 С 7(2 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 2)(46 2 и В.И,Н (71) Ль нически комсом (53) 68 (56) 1 У 6694 кле ОГОержащий 74426(18-24.05.85. Бюл. У 19Б.Дудыкевич; З.Р,Иычудаечепоренкововский ордена Ленина политехй институт им. Ленинскогоола1,335(088.8)Авторское свидетельство СССР4, кл. Н. 03 К 1302 1979.Патент Великобритании В 142173С, опублнк, 1976 (прототип).(54) (57) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содисточник опорного напряжения,компаратор, триггер, элемент И,счетчик результата, генератор тактовых импульсов, два накопительных конденсатора и три ключа, выход источника опорного напряжения подключен кинформационному входу первого ключа,выход которого подключен к первомувходу компаратора и через первыйнакопительный конденсатор - к общей. 801157551 А шине преобразователя, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходам генератора тактовых импульсов и триггера, выходэлемента И подключен к входу счетчика результата, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьипения точности, в него введены инвертор и одновибратор, вход которого подключен квыходу компаратора, выход одновибратора подключен к входу триггера н куправляющему входу первого ключа, выход генератора тактовых импульсовподключен к управляющему входу второго ключа и через инвертор к управляющему входу третьего ключа, информа- фционный вход третьего ключа и выход уувторого ключа объединены и через вто-. %Ф Фрой накопительный конденсатор подключены к общей шине преобразователя, выход третьего ключа подключен к общейшине преобразователя, информационный вход второго ключа подключен кпервому входу компаратора, второйвход которого является входом преоб- СЛраэователя.ле (2). 1 115Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной и вычислительной техники,Известен логарифмический аналогоцифровой преобразователь, содержащий конденсатор, ключи, компаратор и блок регистрации 1.Однако это устройство имеет недостаточную точность, поскольку логаО рифм определяется по длительности - времени разряда конденсатора Ьх 1 РС Рах 15где К и С - сопротивление разряднойцепи и емкость конденсатора,Оэ - входное напряжение;2000 " опорное напряжение.Погрешность преобразования, определенная с учетом выражения (1), имеет вид где У - относительная пограшностьКсопротивления разряднойцепи;сс - относительная погрешностьемкости конденсатора;нр - относительная погрешностьот несинхронности импульсовгенератора образцовой частоты блока регистрации и импульсов компаратора, возникающая при измерении длительности времени разрядаконденсатора Ф.Наиболее близким по технической 40 сущности к изобретению является логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый накопительный конденсатор, включенный между общей шиной преобразователя и пер-ф 5 вым входом компаратора, подключенным через первый ключ к источнику опорного напряжения, второй накопительный конденсатор, второй и третий ключи и блок регистрации, 50 выполненный, например, в виде элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и триггера и выход ко" торого подключен к счетчику резуль тата 23.Однако известный преобразователь имеет также относительно большую 7551 2 погрешность преобразования, которая может быть определена по формуЦель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, триггер,элемент И, счетчик результата, генератор тактовых импульсов, два накопительных конденсатора и три ключа,выход источника опорного напряженияподключен к информационному входупервого ключа, выход которого подключен к первому входу компаратора,ичерез первый накопительный конденсатор - к общей шине преобразователя,первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходамгенератора тактовых импульсов и триггера, выход элемента И подключен квходу счетчика результата, введеныинвертор и одновибратор, вход кото"рого подключен к выходу компаратора, выход одновибратора подключен квходу триггера и к управляющему входупервого ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу второго ключа и через инвертор к управляющему входу третьегоключа, информационный вход третьегоключа и выход второго ключа объединены и через второй накопительныйконденсатор подключены к общей шинепреобразователя, выход третьего ключа подключен к общей шине преобразователя, информационный вход второгоключа подключен к первому входу компаратора, второй вход которого является входом устройства. На чертежеприведена функциональная схема лога"рифмического аналого-цифрового преобразователя,Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, инвертор 2, ключ 3, накопительный конденсатор 4, ключ 5, накопительный конденсатор 6, ключ 7, компаратор 8, одновибратор 9, триггер 10, элемент И 11, счетчик 12 результата,. причем генератор 1 тактовых импульсов, триггер 1 О, элемент И 11 и счетчик 12 результата образуют блок регистрации,Логарифмический аналого-цифровойпреобразователь работает следующимобразом.3 1157При включении преобразователя на выходе компаратора Ь появляется импульс, поскольку накопительный конденсатор 6 не заряжен и напряжение на первом входе компаратора меньше, чем напряжение на втором входе компаратора, т.е, входное напряжение Оз Импульс компаратора 8 запускает одновибратор 9, выходной импульс которого включает ключ 7 и опрокидыва О ет триггер 10 в состояние логической единицы на его выходе, Через замкнутый ключ 7 накопительный конденсатор б заряжается до уровня напряжения, равного номинальному значению 1 напряжения источника опорного напряжения Ц . После окончания импульса одновибратора ключ 7 размыкается и пришедший импульс генератора 1 замыкает ключ 5, подкчащий накопительО ный конденсатор 4 к накопительному конденсатору 6. Накопительный конденсатор 4 отбирает часть заряда накопительного конденсатора б и напряжение на последнем понижается. В паузе между импульсами генератора ключ 5 разомкнут, а ключ 3 замкнут, в результате чего напряжение на накопительном конденсаторе 4 убывает и последний разряжается. Следующий30 импульс генератора 1 опять приводит к,. замыканию ключа 5 и дальнейшему понижению напряжения на накопительном конденсаторе б, Напряжение на накопи тельном конденсаторе 6 дискретно убы вает: где дс - относительная погрешностьемкости накопительного кон. денсатора бф35" - относительная погрешностьсуммы емкостей накопительных конденсаторов 6 и 4,Так как емкость накопительногоконденсатора 4, являющегося дозирующим, намного меньше емкости накопительного конденсатора 6, то относительная погрешность суммы д" равнадс и погрешность логарифма д равна йулю,Следовательно, в предлагаемомлагарифмическом аналого-цифровом преобразователе исключено влияние нестабильностей разрядной цепи конденсатора и несинхронности генератора импуль".сов образцовой частоты и компаратора,:В результате чего существенно повыше;на точность преобразования. где О- напряжение на накопительномконденсаторе б после воздействия 1 -го импульса генератора 1, - с,+с,С - емкость накопительного конденсатора 4;С - емкость накопительного конденсатора 6Когда напряжение на накопительном конденсаторе 6 станет равным или 551 4меньшим входного напряжения, срабатывает компаратор 8 и запускается олн- вибратор 9, который опять замыкаетключ 7 и опрокидывает триггер 1 О.Далее процесс заряда-разряда накопительного конденсатора 6 периодически повторяется. Количество импульсов генератора 1, поступившее насчетчик 12 за время, равное длительности импульса триггера 10, равно т.е. пропорционально Логарифму вход"ного напряжения 0 .Поскольку в предлагаемом преобразователе срабатывания компараторапроисходят синхронно с импульсами генератора 1, то в нем исключена ошибка от несинхронности. Поэтому погрешность преобразования определяетсялишь погрешностью логарифма Ь ,А как известно, абсолютная погрешность логарифма равна относительнойпогрешности его аргумента, т.е, вданном случае относительной погрешности Р,"Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Филиа 3373/48 Тираж ВЙИИПИ Государственно по делам иэобретен 113035, Москва, Ж, Р