Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 17045 19 51) 6 С 7 2 лги.СССР75.340-3 ЦИФРОВОЙ втом льн выш СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ПЛАНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АН ГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к тике, вычислительной и измер технике. Цель изобретения 2точности преобразования, Логарифмический аналого-цифровой преобразователь содержит два компаратора 1 и 7, генератор 2 эталонного экспоненциального напряжения, два триггера 3 и 8, элемент И 4, генератор 5 импульсов, выходной счетчик 6, формирователь 9 импульса сброса и элемент 10 задержФки. Работа устройства основана на нелинейном преобразовании входного напряжения в интервал времени, который заполняется равномерно следующими импульсами опорной частоты. Повышение точности достигается эа счет уменьшения вероятности прохождения ложных импульсов на выходной счетчик. 3 ил.Изобретение относится к Областиавтоматики, вычислительной и измерительной техники, в частности к устройствам логарифмического преобразова 5ния электрических сигналов.Целью изобретения является повышение точности преобразования,На фиг,1 изображена блок-схемалогарифмического аналого-цифровогопреобразователя; на фиг.2 - Временные(фиг,1) содержит первый компаратор 1, 15генератор 2 эталонного экспоненциального нагряжения, первый триггер 3,элемент И 4, генератор 5 импульсов,выходной счетчик 6, второй компаратор7, второй триггер 8, формйрователь 9импульса сброса, элемент 10 задержки,стабилизатор 11 исходного уровня свосстановлением постоянной составляющей, источник 12 опорного напряжения.Генератор импульсов (фиг.3) содержит элемент И-НЕ 13, инверторы 14 и15, согласующие резисторы 16 и 17,элемент 18 задержки.В исходном положении состояниеэлементов устройства следуюЩее: навыходе генератора 2 с помощью стабилизатора 1. поддерживается низкоеи стабильное исходное напряжение,Оба компаратора 1 и 7 находятсяВ состоянии "1", так как на вторые35входы их поданы более высокие напряжения (изменяемое и опорное),чем на первые (исходное напряжениегенератора 2), Измеряемое напряжение больше опорного, а опорное большеисходного напряжения генератора 2.Оба триггера 3 и 8 находятся в состоянии "0". Генератор 5 заперт уровнем0, поступающим на его стробирующийВхОд с прямого Выхода триггера 8 45а элемент И 4 открыт уровнем "1",поступающим на него с инверсного выхода триггера 3. Счетчик 6 сброшен.Работа устройства начинается споступлением импульса "Пуск" на50вход генератора 2. Генератор 2 начинает вырабатывать экспоненциальноенапряжение, нарастающее по закону,(лблизкому к е,е, где о искисходное напряжение генератора 2,55постоянная времени. В моментвремени, когда экспоненциальноенапряжение превысит опорное (см,временные диаграммы на фиг.2), компаратер 7 перейдет в состояние "О" и установит в "1" триггер 8, который откроет генератор 5. Нд выходе генератора 5 первый кодовьй импульс появится сразу же за изменением состояния триг - ера 8, че обусловлено выбранной схемой генератора (фиг.3)Когда на первом входе элемента И-НЕ 13 уровень "О", на выходе инвертира 14, который является выходом генератора импульсов, тоже О , а на втором входе элемента И-НЕ 13 уровень "1" (инверсия выхода генератора через элемент 18 задержки и инвертор 15), Как только на первый вход элемента И-НЕ 13 поступает "1" (сработает триггер 8 устройства), эта1" появится на выходе генератора 5, т.е. начнется формирование первого выходного импульса. Из вышеекаазансого ясно, что в устройстве пачкаимпульсов появляется синхронно сосрабатыванием компаратора 7.Пачка импульсов через открытыйэлемент П 4 проходит на счетчик 6.В момент времени, когда экспоненциальное напряжение превысит измеряемое, компар гор 1 перейдет в состояни "(1" и ,становит в "1" триггер 3,который закроет элемент И 4. Прохождегяе пачки импульсов на счетчик 6прекр 1 тится, Формирователь 9 импульса сброса чыработает импульс, который вернет в исходное состояние генератор 2, установит в "0" триггер 8и с задержкой установит в 0 триггер3. Рырабетка импульсов генератором5 прекратится, Однако из-за инерционности элементов генератора 5 еще одинимпульс может быть выработан. Чтобыэтот импульс не попал на счетчик 6,возврат триггера 8 в состояние "0"производится с задержкой, Преобразование закончено. Чем меньше измеряемоенапряжение, тем меньше время преобразования,При этом минимальная длительностьпачки импульсов в устройстве определяется временем установления одногоиз уровней "1" или "0" триггера 3.Начало пачки определяется моментом,когда триггер 8 после срабатываниякемпаратора 7 откроет генератор 5, аскончание пачки - моментом, когдатриггер 3 закроет элемент И 4 послесрабатывания компаратора 1.То обстоятельство, что все элементы устройства кроме счетчика срабатываются до или одновременно с переда5 151/04 чей кода, тоже ведет к сокращению цикла преобразований,Дополнительное улучшение характеристик устройства достигается введением в него стабилизатора 11. Сам по5 себе генератор эталонного напряжения обладает заметной нестабильностью исходного уровня вследствие изменениятемпературы и питающих напряжений(например, 20 мВ). Поэтому исходный уровень и опорное напряжение должны бытьвыбраны больше этой нестабильности(например, 40 и 60 мВ), .чтобы исходный уровень под влиянием нестабильности не превысил опорное напряжение,но и не приблизился к нулю, Введениестабилизатора 11 понижает нестабильность более чем на порядок и позволяет снизить исходный уровень и опорное 20напряжение (например, до 1 О и 15 мБсоответственно). формулаиэобретения25 Логарифмический аналого-цифровойпреобразователь, содержащий выходнойсчетчик, подключенный счетным входомк выходу элемента И, соединенногопервым входом с выходом генератора ц)импульсов, а вторым входом - с инверс 5 6ным выходом первого триггера, второйтриггер, подключенный входом обнуления к выходу формирования импульсасброса генератора эталонного экспоненциального напряжения, вход запускакоторого является входом запуска преобразователя, а выход соединен с первыми входами двух компараторов, первый из которых подключен вторым входомк входу аргумента преобразователя, авторой компаратор соединен вторымвходом с шиной задания опорного напряжения, а выходом - с входом установкив "1" второго триггера, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразованиявнего дополнительно введен элементзадержки, а первый триггер выполненв виде 1-Е-триггера, причем элементзадержки подключен входом к выходуФормирователя импульса сброса, авыходом - к входу обнуления первоготриггера, соединенного синхронизирующим входом к выходам первого компаратора, 1-входом - к прямым выходамвторого триггера и стробирующим входамгенератора импульсов, К-входом - синверсным выходом второго триггера,а прямым выходом - с входом формирователя импульсов сброса.1517045 РХ. Фиг.д Составитель С, КазановТехред Л.Олийнык Корректор М.Шароши Редактор В,Бугренкова Заказ 6392/52 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101