Логарифмический преобразователь отношения сигналов

грт Г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М, Кл. С 06 ь 7/24 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНО(1 ЖНИЯСИГНАЛОВ Изобретение от нос итс я к выч ислительной технике.Известен логарифмический преобразователь аналогового типа, в котором сравнивается логарифм входного напряжения с логарифмом эталонного напряжения (1.Недостатком преобразователя является низкая точность выполнения операции.Наиболее близким техническим решением является устройство для вычисления логарифма отношения, которое содержит ключи, два интегратора с соответствующими разрядными ключами и сопротивлениями, схему сравнения, реверсивный счетчик з генератор счетных импульсов, блок управления, блок анализа нуля и переключатель 2.Недостаток устройства - невысокая точность преобразования, которая обусловлена неидентичностью постоянных времени заряда двух интеграторов и влиянием ненулевого порога срабатывания схемы сравнения.Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя.цель достигается тем, что логарифмический преобразователь отношения сигналов, содержащий интегратор, в обратной связи которого включены последовательно соединенные токозадающий резистор и первый управляемый ключ, управляют;ий вход которого подключен к первому выходу блока уПравления, вход интегратора через второй и третий управляемые ключи соединен соответственно с первым и вторым входами преобразователя, управляющие входы второго и третьего управляемых ключей подключены соответственно ко второму и третьему выходам блока управления, выход интегратора соединен с первым ходом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход блока сравнения соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а третий вход-к выходу реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управ - ления, входы реверсивного.счетчика соединены с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственно к пятому и шестому выходам блока управления, второй вход первого элемента И подключен к выходу генератора счетныхимпульсов, дополнительно содержит одновибратор, четвертый управляемый ключ, суммирующий счетчик и третий элемент И, входы которого подключены к выходу генератора счетных импульсон и седьмому выходу блока управления, выход третьего элемента И непосредственно соединен со вторым входом второго элемента И и через суммирующий счетчик - с четвертым входом блока управления, управляющий вход суммирующего счетчика соединен с восьмым выходом блока упранления, четвертый управляемый ключ включен в обратную связь интегратора, а его управляющий вход через одновибратор соединен с выходом блока сранне ния .На фиг. 1 представлена схема логарифмического преобразователя отношения сигналов; на фиг, 2 - эпюры напряжений, ОПреобразователь содержит управляемые ключи 1, 2, 3 и 4, интегратор 5, токоэадающий резистор б, источник 7 опорного напряжения, генератор 8 тактовых импульсов, одновибратор 9, р 5 блок 10 сравнения, блок 11 управления, генератор 12 счетных импульсов, элементы 13, 14 и 15 И, ренерсивный счетчик 16 и суммирующий счетчик 17. В состав блока 11 управления входят триггеры 18-20 и элемент 21 И, триггеры 22-24.Эпюры напряжений представлены в следующих точках схемы:а) на выходе интегратора 5;б) на выходе генератора 8;в) на единичном выходе триггера 18;г) на единичном выходе триггера 19;д) на единичном выходе триггера 29;е) на выходе элемента И 21;ж) на выходе блока 10 сравнения;з) на выходе одновибратора 9;и) на суммирующем и вычитающемвходах реверсивного счетчика 16;к) на входе суммирующего счетчика 17. 45Логарифмический преобразователь отношения сигналов работает, следующим образом.В момент времени 1 тактовый импульс генератора 8 тактовых импуль р сон поступает на вход блока 11 управления и переводит триггер 18, например, в единичное состояние (фиг.2 б, в), в результате чего триггеры 19 и 22 устанавливаются в единичное, а триггер 24 н нулевое состояние (здесь принято, что переброс триггера осуществляется положительным фронтом входного импульса). управляемым триггером 19 ключ 1 замыкается, подсоединяя ко входу интегратора 5 первый 60 источник сигнала П . Одновременно выходной импульс триггера 18 осуществляет сброс реверсивного счетчика 16, на суммирующий вход которого через элемент 13 И начинают поступать счет ные импульсы генератора 12 (фиг. 2 и), Выходное напряжение интегратора 5 с момента времени , начинает изменяться по линейному закону. При заполнении счетчика 16 следующий счетный импульс в момент временипроиэ 2 водит .автоматический сброс счетчика 16, а также вырабатывает импульс переноса, который поступает и блок 11 управления, где он переводит триггер 19 в нулевое положение. В результате в момент времени 2 управляемый ключ 1 размыкается, а управляемый ключ 4 замыкается, и осуществляется разряд конденсатора интегратора 5 через токозадающий резистор б, В момент времени 1 экспоненциально-спаЪдающее напряжение интегратора 5 становится равным опорному напряжениюисточника 7, и на выходе блока 10 сравнения появляется импульс (фиг.2 ж), устанавливающий триггер 22 в нулевое состояние, благодаря чему элемент И 13 закрывается и прекращается поступление счетных импульсов на суммирующий вход счетчика 16. Одновременно выходной импульс блока 10 сравнения запускает одновибратор 9, замыкающий на короткое время третий управляемый ключ 3, в результате чего в интеграторе 5 до прихода следующего тактового импульса устанавливаются нулевые начальные условия, Отрезок времени (1 - 1 ) опреде 3 2 ляется выражением:Е-.с Ь,"з арогде- постоянная времени разрядаРинтегратора 5;с - постоянная времени зарядаинтегратора 5Число импульсов Б , зафиксированное1 фв счетчике 16 в момент нремени равно:ы= й, ( - ,), 2) где й - частота следования счетныхоимпульсов генератора 12.С приходом в момеит времени следующего тактового импульса триггер 18 устанавливается в нулевое, а триггеры 20 и 23 - в единичное состояние, одновременно осуществляется сброс счетчика 17. В результате триггер 20 замыкает ключ 2, подсоединяя ко входу интегратора 5 второй источник сигнала Б а триггер 23 открывает элемент 15 И, и на вход счетчика 17 начинают проходить счетные импульсы (фиг. 2 к). При заполнении счетчика 17, емкость Б которого такая же, как и счетчика 16, следующий счетный импульс в момент времени н вырабатывает импульс переноса, который устанавливает триггер 20 в нулевое, а триггер 24 - н единое состояние. Ключ 2 размыкается, а ключ 4замыкается и начинается экспоненциальный разряд кснденсатора интегратора 5. Одновременно в момент времени 1 счетные импульсы начинают проходить на вычитающий вход счетчика 16 через открывшийся элемент 14 И. В момент времени 1 блок 10 сравнения вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 23 в нулевое состояние, в результате элементы И 15 и 14 закрываются. Выходной импульс блока 10 сравнения через одновибратор 9 осуществляет также форсированный разряд конденсатора интегратора 5. На этом цикл преобразования заканчивается.На вычитающий вход счетчика 16 15 за время ( -1 ) поступает И импульсов, причем 5О Ж йт-о с, -Т ТФ" о(3) Я приходом следующего тактового импульса в момент времени 1 з процесс преобразования повторяется. 35В логарифмическом преобразователе используется один интегратор, благодаря чему в нем отсутствуют погрешности от неидентичности и нестабильности постоянных времени заряда и разряда. Кроме того, на точность 4 работы устройства не оказывает влияния наличие ненулевого порога срабатывания блока сравнения при условии, что этот порог срабатывания остается постоянным в течение одного 45 цикла преобразования, что на практике всегда выполняется. Формула изобретения 50 Логарифмическ ий преобразовательотношения сигналов, содержащий инЧисло импульсов:И = И - ИЛ 2 ф(4) зафиксированное в реверсивном счетчике 16, в момент окончания цикла преобразования после подстановки (1)- д (3) в (4), определяется выражением:Л+ Мой. с Ь"о а 30Лй тегратор, в обратной связи котороговключены последовательно соединенныетокозадающий резистор и первый управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу блокауправления, вход интегратора черезвторой и третий управляемые ключисоединен соответственно с первыми вторым входами преобразователя, управляющие входы второго и третьегоуправляемых ключей подключены соответственно ко второму и третьему выходам блока управления, выход интегратора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которогоподключен к выходу источника опорноно напряжения, выход блока сравнениясоединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а третий вход - к выходуреверсивного счетчика, управляющийвход которого соединен с четвертымвыходом блока управления, входы реверсивного счетчика соединены с выходами первого и второго элементов И,первые входы которых подключены соответственно к пятому и шестому выходам блока управления, второй входпервого элемента И подключен к выходу генератора счетных импульсов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, он содержит одновибратор, четвертый управляемый ключ, суммирующий счетчик и третий элемент И, входы которого подключены к выходу генератора счетныхимпульсов и седьмому выходу блокауправления, выход третьего элементаИ непосредственно соединен со вторымвходом второго элемента И и черезсуммирующий счетчик - с четвертымвходом блока управления, управляющийвход суммирующего счетчика соединенс восьмым выходом блока управления,четвертый управляемый ключ включенв обратную связь интегратора, а егоуправляющий вход через одновибраторсоединен с выходом блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 34088484,кл. 235-197,опублик 1970,2. Авторское свидетельство СССРМ 486325, кл. 6 06 С 7/24, 1975723602 фиг.гСоставитель О. СахаровНедолуженко Техред М,Петко Еорре кто акт ешетн Заказ 929/1 сно 13 илиал ЛЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектн ж)Тираж 75 ИПИ Государственног по делам изобретениМосква, Ж, Рауш Покомитета СССРи открытийкая наб д. 4