RU2568932C2 - Цифроуправляемый логарифмический усилитель - Google Patents
Цифроуправляемый логарифмический усилитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568932C2 RU2568932C2 RU2013136658/08A RU2013136658A RU2568932C2 RU 2568932 C2 RU2568932 C2 RU 2568932C2 RU 2013136658/08 A RU2013136658/08 A RU 2013136658/08A RU 2013136658 A RU2013136658 A RU 2013136658A RU 2568932 C2 RU2568932 C2 RU 2568932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- resistance
- resistors
- operational amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговых электрических сигналов и может быть использовано в электронике для создания усилителей с большим динамическим диапазоном входного сигнала, а также в системах управления электроприводами. Техническим результатом является обеспечение формирования выходного напряжения усилителя, пропорционального логарифму от входного напряжения, при помощи кусочно-линейной аппроксимации. Цифроуправляемый логарифмический усилитель содержит входной резистор, операционный усилитель с функцией формирования выходного напряжения, пропорционального логарифму от входного напряжения при помощи кусочно-линейной аппроксимации, аналогово-цифровой преобразователь, набор резисторов и магазин сопротивлений, причем управляющий код для ключей формируется аналогово-цифровым преобразователем, старшие разряды выходного кода которого поступают на ключ, переключающий сопротивления набора резисторов, а младшие разряды выходного кода поступают на ключ, переключающий сопротивления магазина сопротивлений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговых электрических сигналов и может быть использовано в электронике для создания усилителей с большим динамическим диапазоном входного сигнала, а также в системах управления электроприводами.
Известен логарифмический преобразователь (патент РФ №2252452, МПК G06G 7/24 с приоритетом от 22.12.2003), содержащий первый и второй операционные усилители, источник входного тока, выход которого через масштабный резистор соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, логарифмирующий транзистор, эмиттер которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а база и коллектор подключены к базе линеаризирующего транзистора, эмиттер которого через нормирующий резистор подключен к выходу источника входного тока, а коллектор к выходу первого операционного усилителя, термостабилизирующий транзистор, коллектор и база которого подключены к выходу первого операционного усилителя, а эмиттер соединен с коллектором логарифмирующего транзистора, термокомпенсирующий транзистор, база и коллектор которого подключены к эмиттеру термостабилизирующего транзистора, источник тока смещения, выход которого подключен к эмиттеру термокомпенсирующего транзистора и к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом резисторного делителя напряжения, включенного между выходом второго операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, причем логарифмирующий и линеаризирующий, термостабилизирующий и термокомпенсирующий транзисторы попарно находятся в тепловом контакте, введены последовательно включенные источник опорного напряжения, сумматор, второй и третий входы которого соединены соответственно с базой и эмиттером термокомпенсирующего транзистора, нелинейный элемент, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, множительное устройство, второй вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, и дифференциальный усилитель, другой вход которого соединен со вторым входом множительного устройства, а выход дифференциального усилителя является выходом логарифмического преобразователя.
Недостатком устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием нескольких транзисторов, которые должны быть подобраны с идентичными параметрами для осуществления термокомпенсации, а также отсутствие цифрового управления в процессе преобразования.
Известен цифровой логарифмический преобразователь (а.с. №881741, опубл. 15.11 1981, бюл. №42), содержащий n-разрядные сумматор и регистр (n-разрядность аргумента), входы которого являются входами преобразователя, выходы регистра подключены к разрядным входам сумматора, выходы которого являются выходом преобразователя, в который дополнительно введено запоминающее устройство, к адресным входам которого подключены (n-2) выхода старших разрядов регистра, а (n-3) информационных выходов запоминающего устройства подключены к (n-3) входам младших разрядов сумматора.
Недостатком устройства является невозможность преобразования аналоговых сигналов, а также реализация только функции логарифма с основанием 2.
Технической задачей изобретения являются повышение точности и быстродействия устройства, а также использование цифрового управления.
Поставленная цель достигается тем, что цифроуправляемый логарифмический усилитель содержит входной резистор, выход которого соединен со входом операционного усилителя с функцией формирования выходного напряжения, пропорционального логарифму от входного напряжения, при помощи кусочно-линейной аппроксимации, аналогово-цифровой преобразователь, на вход которого поступает входной сигнал, последовательно включенные в обратную связь операционного усилителя набор резисторов и магазин сопротивлений, причем один вывод всех резисторов из набора резисторов подключен ко входу операционного усилителя, а вторые выводы, управляемые через ключи старшими разрядами аналогово-цифрового преобразователя, подключены к одному из выводов магазина резисторов, управляемого через ключи младшими разрядами аналогово-цифрового преобразователя, а второй вывод магазина резисторов соединен с выходом операционного усилителя.
На чертеже представлена схема цифроуправляемого логарифмического усилителя, содержащего входной резистор 1, операционный усилитель 2, включенные последовательно в обратную связь набор резисторов 3 и магазин сопротивлений 4, для переключения которых входное напряжение подается на аналогово-цифровой преобразователь 5, управляющий код с которого подается на ключи 6 и 7.
Работа цифроуправляемого логарифмического усилителя основана на кусочно-линейной аппроксимации логарифмической функции. Входное напряжение UВХ подается через входной резистор 1 на операционный усилитель 2. В обратную связь операционного усилителя 2 включены последовательно набор резисторов 3, переключение которого осуществляется ключом 7, и магазин сопротивлений 4, переключение которого осуществляется ключом 6. Для формирования управляющего кода для ключей 6 и 7 входное напряжение UВХ подается на вход аналогово-цифрового преобразователя 5, старшие разряды выходного кода которого поступают на ключ 7, переключающий сопротивления набора резисторов 3, а младшие разряды выходного кода поступают на ключ 6, переключающий сопротивления магазина сопротивлений 4.
Устройство работает следующим образом. Входное напряжение UВХ усиливается операционным усилителем 2, коэффициент усиления которого определяется отношением сопротивлений включенных последовательно в обратную связь операционного усилителя 2 набора резисторов 3 и магазина сопротивлений 4 к входному резистору 1. Для реализации логарифмической функции осуществляется переключение включенных последовательно в обратную связь сопротивлений набора резисторов 3 и магазина сопротивлений 4. Для этого входное напряжение поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя 5. Старшие разряды выходного кода аналогово-цифрового преобразователя 5 поступают на ключ 7, переключающий сопротивления набора резисторов 3, а младшие разряды выходного кода поступают на ключ 6, переключающий сопротивления магазина сопротивлений 4.
Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается формирование выходного напряжения усилителя, пропорционального логарифму от входного напряжения, при помощи кусочно-линейной аппроксимации. Это позволяет обеспечить преобразование сигналов в эквивалентную область представления, выраженную в децибелах.
Claims (1)
- Цифроуправляемый логарифмический усилитель, содержащий входной резистор, выход которого соединен со входом операционного усилителя с функцией формирования выходного напряжения, пропорционального логарифму от входного напряжения, при помощи кусочно-линейной аппроксимации, аналогово-цифровой преобразователь, на вход которого поступает входной сигнал, последовательно включенные в обратную связь операционного усилителя набор резисторов и магазин сопротивлений, причем управляющий код для ключей формируется аналогово-цифровым преобразователем, старшие разряды выходного кода которого поступают на ключ, переключающий сопротивления набора резисторов, а младшие разряды выходного кода поступают на ключ, переключающий сопротивления магазина сопротивлений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136658/08A RU2568932C2 (ru) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Цифроуправляемый логарифмический усилитель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136658/08A RU2568932C2 (ru) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Цифроуправляемый логарифмический усилитель |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013136658A RU2013136658A (ru) | 2015-02-10 |
| RU2568932C2 true RU2568932C2 (ru) | 2015-11-20 |
Family
ID=53281778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013136658/08A RU2568932C2 (ru) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Цифроуправляемый логарифмический усилитель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568932C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638769C1 (ru) * | 2017-02-09 | 2017-12-15 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Цифроаналоговый преобразователь |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1145299A1 (ru) * | 1983-10-18 | 1985-03-15 | Московский институт электронной техники | Кодоуправл емый фазовращатель |
| SU1406516A1 (ru) * | 1986-05-15 | 1988-06-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Магазин сопротивлени |
| RU2252452C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "АВРОРА" | Логарифмический преобразователь |
-
2013
- 2013-08-05 RU RU2013136658/08A patent/RU2568932C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1145299A1 (ru) * | 1983-10-18 | 1985-03-15 | Московский институт электронной техники | Кодоуправл емый фазовращатель |
| SU1406516A1 (ru) * | 1986-05-15 | 1988-06-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Магазин сопротивлени |
| RU2252452C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "АВРОРА" | Логарифмический преобразователь |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638769C1 (ru) * | 2017-02-09 | 2017-12-15 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Цифроаналоговый преобразователь |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013136658A (ru) | 2015-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Osipov et al. | Two advanced energy-back SAR ADC architectures with 99.21 and 99.37% reduction in switching energy | |
| JP6114390B2 (ja) | アナログデジタル変換器 | |
| CN104518797A (zh) | 一种用于高精度模数转换器中的抖动电路 | |
| KR101827779B1 (ko) | 디지털-아날로그 변환기와 아날로그-디지털 변환기를 이용한 비트 직렬 곱셈누적 연산기 | |
| Barra et al. | Simulink behavioral modeling of a 10-bit pipelined ADC | |
| RU2568932C2 (ru) | Цифроуправляемый логарифмический усилитель | |
| JP2012227774A (ja) | アナログデジタル変換器および信号処理システム | |
| RU2546621C1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов | |
| Patro et al. | 1 GHz high sensitivity differential current comparator for high speed ADC | |
| Mafi et al. | A background calibration in pipelined ADCs | |
| RU2549114C2 (ru) | Функциональный аналогово-цифровой преобразователь | |
| Jaanus et al. | Using microcontrollers for high accuracy analogue measurements | |
| Mafi et al. | Digital background calibration of residue amplifier non-idealities in pipelined ADCs | |
| CN106130561B (zh) | 自带dac功能的adc积分器及测量方法 | |
| RU2303327C1 (ru) | Способ интегрирующего аналого-цифрового преобразования | |
| Wu et al. | Dithering‐based calibration of capacitor mismatch in SAR ADCs | |
| RU2638769C1 (ru) | Цифроаналоговый преобразователь | |
| Roy et al. | Foreground calibration technique of a pipeline ADC using capacitor ratio of multiplying digital-to-analog converter (MDAC) | |
| Zia et al. | New digital background calibration method for pipelined ADCs | |
| TWI533618B (zh) | 對數型類比數位轉換器 | |
| JP5926388B2 (ja) | サンプルホールド回路、ａ／ｄ変換器およびサンプルホールド回路のキャリブレーション方法 | |
| RU2569809C1 (ru) | Устройство конвейерного аналого-цифрового преобразования | |
| RU2320077C1 (ru) | Способ управления силовым каналом усилителя мощности класса d | |
| RU2662793C2 (ru) | Линейный преобразователь тока в напряжение | |
| SU736116A1 (ru) | Адаптивный статистический анализатор |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160101 |