Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

Союз СоветскмхСоцмапмстмческмхРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕ. ЕЛЬСТВУ 1 п 906002(51)М, Кл,Н 03 К 13/20 Государственный квинтет СССР по делам изобретений н открытий(7 Заявитель Гомельский государственный университет(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может . быть испопьзовано для измерения амплитуды сигналов ипи отношения амплитуды сигнапов в погарифмическом масштабе.Известно устройство с экспоненциапь- ф. ным время-импульсным преобразованием, содержатцее эпемент сравнения, кцюч, счетчик, генератор тактовых импупьсов и два конденсатора Ц .Однако точность измерения в нем за- Е висит от сопротивления утечки конденсаторов, прямого и обратного сопротивления кпючей и времени цикла ступенчатого разряда конденсатора.Наибопее близким к изобретению по технической сущности является погариф мический аналого-цифровой преобразователь, содержаший счетчик, ключ, выход которого соединен со входом первого порогового элемента, и входом линии задержки, выход которой подключен к первому входу второго порогового эцемента. При открывании ключа измеряемое напряжение в виде импульса поступает в линию задержки, при этом происходят отражения импупьса от концов линии задержки и срабатывания пороговых элементов, в качестве которых испопьзованы туннепьные диоды. Отражения от обоих концов продопжаются до тех пор, пока потери в линии задержки и пороговых элементах (диодах) не ослабпяют импупьс до вепичины, при которой пороговые эпементы уже не срабатывают. Копичество импульсов, поступивших на вход счетчика, оказывается пропорционально ногарифму отношения измеряемого и опорного напряжений Г 21.Однако данное устройство имеет опредепенный диапазон измерения входных напряжений, а время преобразования, т.е. время с момента срабатывания ключа до момента появления информации на выходе счетчика, опредепяется временем затухания в линии задержки импульса с максимапьно допустимой амппитудой, При измерении напряжений в рабочем диапазоне02 4 так как линия задержки 3 нагружена нввысокоомные входы пороговых элементов2 н 4. Отражение от обоих концов продолжаются до тех пор, пока не происходит затухание входного импупьса в пиниизадержки 3. Пороговые эпементы 2 и 4 срввнивают амппитуду циркупируюшего импульса с вепичиной опорного напряжения, поступающего на их вторые входы от источника опорного напряжения 5 и срвбвтыввют до тех пор, пока величина вмппнтуды затухающего нмпупьса не становится меньше опорного напряжения. Поочередное срабатывание пороговых элементов 2 и 4 вызывает соответственно переключение триггера 6 из одного состояния в другое, в по каждому фронту выходного сигнала триггерв 6 формирователь импупьсов 7 вырабатывает счетные импульсы. Коничество счетных импульсов равно общему копичеству срабвтыввний пороговых элементов 2 и 4.Счетные импупьсы поступают нв вход счетчика 8, в твк квк их копичество оквзыввется пропорционвльно логарифму отношения измеряемого и опорного напряжений, то и нв выходе счетчика 8 уствнавливвется код, пропорциональный логврифму этого отношения.Стробирующий импупьс, поступвющий нв упрввляющий вход кпючв 1 одновременно поступает нв вход второго триггерв 12, переключает его н уствнввлнввет нв его выходе высокий потенциал, От этого потенцивпв через резистор 13 начинает звряжвться конденсатор 10. Время зврядв конденсатора 10 до вепичины срвбвтыввния третьего порогового элемента 1,1 уствновпено незнвчитепьно бопьше,При срабатывании одного из пороговых элементов 2 ищ 4 нв выходе формироввтепя 7 появляется счетный импульс, который также поступает нв вход инверторв 9 и уствнввниввет нв его выходе нулевой потенциал, рвзряжвя тем самымконденсатор 10. Пороговый элемент 11 при этом не срабатывает, твк квк нвпряжение нв конденсвторе 10 не достигает, порогового срвбвтыввния. После окончвния счетного импупьсв конденсатор 10 вновь начинает заряжаться через резистор 13, однако появпение снедуюшего счетного импупьсв снова его разряжает, не давая срвботвть пороговому эпементу 1 1, Твк происходит до тех пор, пока вмппитудв импульсв циркулирующего в линии задержки 3 не становится меньше величины опорного напряжения и порого 3 9060время преобразования во всех случаях уствнввпиввется такое же, как н прнизмерении максимального напрякения,твк квк не известно, когда звквнчивветсяцикл затухания в каждом конкретном спучве. Таким образом, недостатком известного устройства явпяется боньшое знвчение среднего времени преобразования входных сигналов.Цепь изобретения - уменьшение сред онего времени преобрвзоввния,Уквзвннвя цель достигается тем, чтои логарифмический внвпого-цифровой нреобрвзоввтель, содержвщий счетчик н кпюч:выход которого соединен с первым входом 15первого порогового эпементв н выходомлинии задержки, выход которой подкпючен к первому входу второго пороговогоэлемента, введены двв триггера, формироввтепь импупьсов, инвертор, конденсвтор, резистор, третий пороговый эпементи источник опорного напряжения, выходкоторого соединен со вторыми входамипервого и второго пороговых элементов,выходы которых подключены ко входампервого триггера, выход которого черезформирователь импульсов подключен ковходу счетчика и входу инверторв, выходкоторого соединен с первым выводом конденсв орв и входом третьего порогового 5 Оэлемента, второй вывод конденсвторв соединен с общей шиной, в упрввпяющий входкпючв соединен со входом второго триггера, выход которого через резистор соединен с первым выходом конденсвторв.Нв чертежепредставлен предпвгвемый35логарифмический внвпого-цифровой преобрвзоввтень, схемв.Устройство содержит кпюч 1, пороговый эпемент 2, пинию задержки 3, по- чем время задержки пинии звдержи 340роговый элемент 4, источник опорного нвпряжения 5, трйтгер 6, формироввтепьимпульсов 7, счетчик 8, инвертор 9, конденсвтор 10, пороговый элемент 11,триггер 12, резистор 13.45Устройство рвбответ следующим образом,Измеряемое нвпряжение поступает нввход ключа 1. При подаче стробирующего импульса нв управляющий вход ключа1 он открывается и нв его выходе появляется импульс с вмппитудой, равной изМеряемому напряжению, и длитепьностью,равной длитепьности стробирующего импульса. Этот импульс поступает в пиниюзвдержки 3, причем время задержки выбрвно больше длитепьности импульса.Импульс распространяется по линии звдержки 3 и отражается от нее концов,906002 выходкоторого соединен с первым входом первого порогового элемента и выходом пинии задержки, выход которойподключен к первому входу второго порогового элемента, о т л и ч а ю щ и йвые элементы 2 и 4 перестают срабатывать. При этом прекращается формирование счетных импульсов и конденсатор10, разряженный последним счетным импульсом через ннвертор 9, заряжаетсяза время, несколько превышающее время задержки линии задержки 3 до величины срабатывания третьего пороговогоэлемента 1 1, на выходе которого появляется сигнал об окончании преобразования. При затухании входного импульсадо величины опорного напряжения в устройстве через время, нескойько превыщаюшее время задержки линии задержки 3,вырабатывается сигнал, указывающий, что Зпреобразование закончено и выходнойкод счетчика 8 можно считать для дальнейшей обработки, Так как время затухания входных импульсов уменьшается суменьшением амплитуды измеряемых напряжений, лежащих в определенном диапазоне, то и время преобразования и выработки сигнала об окончании преобразования соответственно уменьшается. Таким образом, определяется окончание 2преобразования в каждом конкретном случае, т.е. среднее время преобразованияизмеряемых напряжений в заданном диапазоне в предлагаемом устройстве оказывается меньше, чем в известном. 30 с я тем, что, с целью уменьшения среднего времени преобразования, в него введены два триггера, формирователь импульсов, ннвертор, конденсатор, резистор, третий пороговый элемент и источник опорного напряжения, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго пороговых элементов, выходыкоторых подключены к входампервого триггера, выход которого через формирователь импульсов подключен к входу, счетчика и входу инвертора, выход которого соединен с первымвыводом конденсатора и входом третьего порогового элемента, второй выводконденсатора соединен с общей шиной, ауправляющий вход ключа соединен с входом второго триггера, выход которого через резистор соединен с первым выходомконденсатора. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Жилинскас Р.-П. П. Измерители отнрщения н их применение в радиоизмерительной технике. 1975, с. 75, рис.3,20.,формула изобретения 2, Цифровые электроизмерительныеприборы. Под ред, Шляндина В. М., 1972,с. 23-24 (прототип). Логарифмический аналого-цифровой пре-З 5образоватепь, содержащий счетчик и ключ,906002 Тираж 953 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва; Ж-с 35, Раушская наб.; д. 4/5 каз 397/74В ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 или Составитель Б, МахнановРедактор И. Мнтровка Текред Е. Харитончнк Корректор М. Пожо