SU1101848A1 - Логарифмический аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий накопительньй конденсатор, перва  обкладка которого через разр дный резистор соединена с шиной нулевого потенциала, источник опорного напр жени , выход которого через первый ключ подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, втора  обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, операционный усилитель, выход которого подключен к тактирующему входу блока синхронизации , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа,к входу передачи импульсов блока синхронизации подключен выход генератора импульсов, второй выход блока синхронизации подключен к входу запуска реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, второй и третий ключи, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона входного сигнала и упрощени  преобразовател , в него введены запоминающий конденсатор, токоограничительный резистор , первьй и второй масштабные резисторы.и пороговый элемент, причем первый вывод первого масштабного резистора  вл етс  входом преобразовател , второй вывод соединен с первым выводом второго масштабного резистора, с инвертирующим входом операционного усилител  и с первым выводом токоограничительного резистора,второй вывод которого через запоминающий конденсатор подключен к неинвертирующему входу операционного усили§ тел , второй вывод токоограничительного резистора через второй ключ (Л соединен с шиной нулевого .потенциала, с неинвертирующий вход операционного усилител  через третий ключ соединен с шиной нулевого потенциала, между инвертирующим входом и выходом операционного усилител  подключен пороговый злемент, управл ющий вход второго ключа соединен с четвертым выходом блока синхронизации,первый 00 4;: выход которого подключен к управл ющему входу третьего ключа, выход переноса реверсивного счетчика под00 ключен к входу останова блока синхронизации , установочный вход реверсивного счетчика  вл етс  входом начального кода преобразовател .

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам , предназначенным дл  логарифмического преобразовани  сигналов, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен логарифмический аналогоцифровой преобразователь, содержащий генератор экспоненциального напр жени  , компаратор, блок синхронизации Cl JНедостатком этого устройства  влетс  малый диапазон входного сигнала .

Наиболее близким к предложенному  вл етс  логарифмический аналогоцифровой преобразователь, содержащий КС-цепь, между резистором которой и общей шиной включен первый ключ, источник опорного напр жени , соединенный через второй ключ с RC-цепью и неинвертирующим входом буферного усилител , выход которого соединен с его инвертирующим входом и первым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу блока управлени , второй вход которго соединен с генератором импульсов первьсй и второй, выходы блока управлени  соответственно подключены к управл ющим входам первого и второг ключа, третий и четвертый выход соответственно к входу счетчика ста ших и младших разр дов, п тый выход - к установочному входу счетчика , а шестой выход - к разр дному ключу интегратора, выход интегратора подключен кпервому входу сумматора , второй вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к первому входу дифференциального усилител  через дополнительный усилитель, а к второму входу - непосредственно,вхо интегратора соединен с выходом дифференциального усилител  C2L

Однако известное устройство обладает узким диапазоном величин входного сигнала и сложной функциональной схемой.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона входного сигнала и упрощение преобразовател .

Эта цель достигаетс  тем, что в логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий накопительный конденсатор, перва  обкладк которого через разр дный резистор соединена с шиной нулевого потен18482

циала, источник опорного -,пр жени , выход которого через перВ )ГЙ ключ подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, втора  обк-падка которого соединена с шиной нулевого потенциала, операционньй усилитель, выход которого подключен к тактирующему входу блока синхронизации, первый выход

jQ которого соединен с управл ющим

входом первого ключа, к входу переда чи импульсов блока синхронизации подключен выход генератора импульсов , второй выход блока синхрониза ции подключен к входу запуска реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, второй и третий ключи, введены запоминающий конденд сатор, токоограничительный резистор, первый   второй масштабные резисторы и пороговый элемент, причем первый вывод первого масштабного резистора  вл етс  входом преобразовател ,

а второй вывод соединен с первым выводом второго масштабного резистора, с инвертирующим входом операционного усилител  и с первым выводом токоограничительного резистора,второй вывод которого через запоминающий конденсатор подключен к неинвертир 1ощему входу операционного усилиТзл , второй вывод токоограничительного резистора через второй ключ соединен с шиной нулевого потенциа5 ла, кеинвертирующий вход операционного усилител  через третий ключ соединен с шиной нулевого поТен14иала , ме.-аду инвертирующим входом и выходом операционного усилител  подключен пороговый элемент,управл ющий вход второго ключа соединен с четвертьм выходом блока синхронизации , первый выход которого подключен к управл ющему входу третьего ключа, выход переноса реверсивного счетчика подключен к входу останова блока синх зонизации, установочный вход реверсивного счетчика  вл етс 

входом начального кода преобразова0 тел .

На чертеже изображена функциональна  схема логарифмического аналого-цифрового преобразовател .

Устройство содержит первый,второй 5 к третий ключи 1-3, разр дный резистор 45 накопительный конденсатор 5, первый и второй масштабные резисторы 6 и 7, запомг-гнающий конденсатор 8, токоограничительный резистор 9, опе рационньй усилитель 10, пороговый элемент 11, выполненный на стабилит не, генератор 12 импульсов,блок 13 синхронизации, реверсивный счетчик 14, шину 15 нулевого потенциала, источник 16 опорного напр жени , вход 17, вход 18 начального кода. Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом. В исходном положении первый и тр тий ключи 1 и 3 замкнуты, а второй ключ 2 разомкнут. Напр жение на накопительном конденсаторе 5 равно опорному напр жению. Это напр жение через второй масштабный резистор 7 приложено к неинвертирующему входу операционного усилител  10, используемому в качестве компаратора, а напр жение с входа 17 через первый масштабньй резистор 6 приложено к инвертирующему входу операционного усилител  10 пол рностью, противопо ложной опорному напр жению. Операционный усилитель 10 пороговым элементом 11, в качестве которого можн использовать, например, стабилитрон установлен в активный режим, чем обеспечиваетс  на его инвертирующем входе потенциал, близкий к нулю. Напр жение смещени  нул  на инверти рующем входе операционного усилител 10 запоминаетс  на запоминающем конденсаторе 8. По команде Пуск производитс  установка начального кода реверсивного счетчика 14 и перевод его в режим вычитани , первый и третий ключи 1 и 3 размыкаютс , второй клю 2 замыкаетс  и начинаетс  экспоненциальный разр д запоминающего конденсатора 5 через разр дный 4 и вто рой масштабный 7 резисторы. При этом операционный усилитепь 10 производит сравнение токов по цепи второго масштабного резистора 7 со стороны экспоненциального напр жени  и первого масштабного резистора 6 со стороны напр жени  с входа 17 За счет переключени  второго и трет его ключей 2 и 3 по сигналу Пуск неинвертирующий вход операционного усилител  10 прикладываетс  напр же ние, равное напр жению смещени  нул , но противоположное по знаку, чем обеспечиваетс  его компенсаци  за счет активного режима работы опе рационного усилител  10. По достижению баланса токов в цепи первого и второго масштабных резисторов 6 и 7 происходит смена знака тока компенсации по цепи порогового .элемента 11 блоком 13 синхронизации и осуществл етс  перевод преобразовател  в исходное положение , при этом от момента подачи сигнала Пуск до выработки перепада на выходе операционного усилител  10 блоком 13 синхронизации формируетс  временной интервал, пропорциональный логарифму входного напр жени  . Во врем  экспоненциального разр да накопительного конденсатора 5 сигнал с выхода генератора 12 импульсов поступает на реверсивньш счетчик 14 до момента завершени  преобразовани . При этом в реверсивном счетчике 14 запишетс  число, эквивалентное значению напр жени . В зависимости от уровн  входного напр жени  возможны два вида преобразовани  . Если логр.рифм входного напр жени  больше нул , то реверсивньш счетчик 14 работает на вычитание без смены направлени  счета. Если логарифм меньше нул , то по достижению в реверсивном счетчике 14 нулевого значени  кода происходит смена направлени  счета (переход на режим сложени ). При этом в реверсивном счетчике 14 по завершению преобразовани  фиксируетс  число, пропорциональное значению логарифма входного напр жени . Знак полученного цифрового значени  логарифма всегда противоположен знаку (направлению) счета реверсивного счетчика 14 на конец преобразовани . При равных величинах первого и второго масштабных резисторов 6 и 7 установочный код реверсивного счетчика 14 равен значению логарифма опорного напр жени . За счет уменьшени  в предлагаемом логарифмическом аналого-илкровом преобразователе активных элементов расшир етс  диапазон преобразуемых напр жений в сторону больших величин, а за счет компенсации смещени  нул  операционного усилител  обеспечиваетс  преобразование входного напр жен  в области малых величин. Кроме того, предложенньпЧ логарифмический аналого-цифровой преобразователь имеет более простую функциональную схему. Путем изменени  посто нной време ни Депн экспоненциального разр да накопительного конденсатора обеспе-чиваетс  автоматическое полз чение знака и значени  логарифма при любом его основании. Таким образом, по сравнению с известным предложенный логарифмический аналого-цифровой преобразователь обладает более широким диапазоном величин входного сигнала и более простой функциональной схемой.

77

18

Claims (1)

1. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий накопительный конденсатор, первая обкладка которого через разрядный резистор соединена с шиной нулевого потенциала, источник опорного напряжения, выход которого через первый ключ подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, операционный усилитель, выход которого подключен к тактирующему входу блока синхронизации, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа,к входу передачи импульсов блока синхронизации подключен выход генератора импульсов, второй выход блока синхронизации подключен к входу запуска реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, второй и третий ключи, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона входного сигнала и упрощения преобра зователя, в него введены запоминающий конденсатор, токоограничительный ре зистор, первый и второй масштабные резисторы.и пороговый элемент, причем первый вывод первого масштабного резистора является входом преобразователя, второй вывод соединен с первым выводом второго масштабного резистора, с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом токоограничительного резистора,второй вывод которого через запоминающий конденсатор подключен к неинвертирующему входу операционного усили_м с теля, второй вывод токоограничитель- «g ного резистора через второй ключ соединен с шиной нулевого потенциала, неинвертирующий вход операционного усилителя чере'з третий ключ соединен с шиной нулевого потенциала, между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя подключен пороговый элемент, управляющий вход второго ключа соединен с четвертым выходом блока синхронизации,первый выход которого подключен к управляю щему входу третьего ключа, выход переноса реверсивного счетчика подключен к входу останова блоха синхронизации, установочный вход реверсивного счетчика является входом начального кода преобразователя.

   SU „„ 1101848