SU1429136A1

SU1429136A1 - Логарифмический аналого-цифровой преобразователь

Info

Publication number: SU1429136A1
Application number: SU853978657A
Authority: SU
Inventors: Зиновий Романович Мычуда; Николай Васильевич Яворский
Original assignee: Львовский политехнический институт
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1988-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах информационно-измерительной техники. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи , что достигаетс за счет изменени коэффициента передепи регулируемого масштабного преобразовател 16 по показательному закону с Г и позвол ет реализовать метод поразр дного преобразовани , результаты которого отражаютс в введенном регистре результата 5. 3 ил.

Description

10

1U291362

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствам ин- i формационно-измерительной техники. Цель изобретени - повышение быстродействи ,

На фиг.1 приведена функциональна схема предлагаемого логарифмического аналого-цифрового преобразовател ; на фиг.2 - эпюра выходного напр жени масштабирующего усилител ; на фиг.З - таблица значений выходного напр жени масштабирздощего усилител , соответствующих приведенной эпюре.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь (фиг.1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, элемент |И 2, одновибратор 3, блок 4 формировани показательной функции, регистр 2Q 5 результата, компаратор 6, счетчик 7, причем блок 4 формировани показательной функции содержит триггер 8, п ть ключей 9-13, два накапливающих конденсатора 14 и 15, регулируемый 25 масштабный преобразователь 16, выполненный на дешифраторе 17, буферном усилителе 18, коммутаторе 19 и масштабном усилителе 20, информационный вход 21 преобразовател , вход 22 запуска преобразовател .

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

По сигналу Пуск одновибратор 3 масштабного усилител 20 U.U,, вырабатывает импульс, который замыка-дэ „ i м

ет ключ 9, обнул ет счетчик 7 и посто нна величина, 1 (выбор величины определ етс требуемой точностью), Следовательно, после первого импульса генератора 1 на выходе масштабного усилител 20 напр жение

и, .

Это напр жение сравниваетс компа ратором 6 с входным сигналом Ug . Второй импульс генератора 1 записывает состо ние выхода компаратора 6 в регистре 5 результата, в старшем разр де регистра. В зависимости от 15 состо ни компаратора 6 элемент И 2 разрешает или запрещает переключени триггера 8 и тем самым переключение ключей 10, 12 и 11, 13.

Если напр жеиие на выходе масштабирующего усилител 20 U U , то на выходе компаратора имеетс уровен логической единицы. Тогда элемент И 2 разрешает переключение триггера 8 и второй импульс генератора 1 опро кидывает триггер 8 и ключи 10 и 12 размыкаютс , а ключи 11 и 13 замыкаютс . Этот же импульс -генератора 1 измен ет состо ние счетчика 7 и дешифратор 17 подключает посредством коммутатора 19 второй вход масштабного усилител 20 к выходу буферного усилител 18.

Допустим, что после первого импульса генератора 1 напр жение на вы

30

Тогда на выходе компаратора 6 имеетс уровень логического нул , запрещающий прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 2. Поэтому второй импульс генератора 1 записывает в старший разр д регистра 5 результата нуль, подключает к выходу буферного усилител 9 второй вход масштабного усилител 20, обеспечива ющий коэффициент передачи . По скольку состо ние триггера не изменилось, то ключи 12 и далее остаютс замкнутыми. Следовательно , к входу буферного усилител 19 подводитс напр жение Uo записан ное на конденсаторе 14, а на выходе масштабного усилител 20 напр жение

регистр 5 результата, устанавливает на пр мом выходе триггера 8 уровень логической единицы, которым замыкаютс ключи 10 и 12.

После окончани импульса одновиб- ратора 3 первый импульс генератора 1 переключает счетчик 7 и дешифратор 17, подключает через коммутатор 19 первый вход масштабирующего усилител 20 к выходу буфферного усилител 18, который повтор ет уровень напр жени записанный на конденсаторе 14. Коэффициенты передачи напр жени К t по входам масштабирующего усилител 20 выбраны согласно формуле

./4 ч

KI

где i - номер входа масштабирующего

усилител 20, ,2,3; N - номинальное значение выходного сигнала;

0

Q 5

масштабного усилител 20 U.U,, э „ i м

- посто нна величина, 1 (выбор величины определ етс требуемой точностью), Следовательно, после первого импульса генератора 1 на выходе масштабного усилител 20 напр жение

и, .

Это напр жение сравниваетс компаратором 6 с входным сигналом Ug . Второй импульс генератора 1 записывает состо ние выхода компаратора 6 в регистре 5 результата, в старшем разр де регистра. В зависимости от 5 состо ни компаратора 6 элемент И 2 разрешает или запрещает переключение триггера 8 и тем самым переключение ключей 10, 12 и 11, 13.

Если напр жеиие на выходе масштабирующего усилител 20 U U , то на выходе компаратора имеетс уровень логической единицы. Тогда элемент И 2 разрешает переключение триггера 8 и второй импульс генератора 1 опрокидывает триггер 8 и ключи 10 и 12 размыкаютс , а ключи 11 и 13 замыкаютс . Этот же импульс -генератора 1 измен ет состо ние счетчика 7 и дешифратор 17 подключает посредством коммутатора 19 второй вход масштабного усилител 20 к выходу буферного усилител 18.

Допустим, что после первого импульса генератора 1 напр жение на вы0

масштабного усилител 20 U.U,, э „ i м

0

5

0

5

Тогда на выходе компаратора 6 имеетс уровень логического нул , запрещающий прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 2. Поэтому второй импульс генератора 1 записывает в старший разр д регистра 5 результата нуль, подключает к выходу буферного усилител 9 второй вход масштабного усилител 20, обеспечивающий коэффициент передачи . По скольку состо ние триггера не изменилось, то ключи 12 и далее остаютс замкнутыми. Следовательно , к входу буферного усилител 19 подводитс напр жение Uo записанное на конденсаторе 14, а на выходе масштабного усилител 20 напр жение

и, и.

Это напр жение записываетс через ключ 12 на втором конденсаторе 15 и сравниваетс компаратором 6 с входным Uj . Если Uj Uj , то на выходе компаратора 6 имеетс уровень логи- ческой единицы, который разрешает

31429136

прохождение импульсов генератора 1 через элемент И 2, Поэтому третий импульс геиератора 1 записывает единицу в следующий разр д регистра 5 результата, подключает к выходу буферного усилител третий вход масштабного усилител 20 и переключает триггер 8. Последний размыкает ключи 10 и 12 и включает ключи 11 и 13. Следовательно, к входу буферного усилител 18 подведено напр жение U

,+

Uo « , снимаемое с второго конденсатора 15, а выходное напр жение масштабного усилител 20

,i, т.е. . .

После поступлени п импульсов генератора 1 на счетчик 7 напр жение на выходе масштабного усилител 20

вани , отсутствуют составл ющие

с А , /s г «/зг

5 , И ( , соответствующие коэффициентам передачи масштабного уси- 5 лител 20 по 1,3 и 5-м входам.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь существенно повышает быстродействие, поскольку изменение коэффициента передачи регулируемого масштабного преобразовани 16 по казательному закону х позволило

реализовать метод поразр дного преобразовани .

10

15

Claims

Формула изобретени

и.

н-1

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий компара- 20 тор, подключенный первым входом к информационному входу преобразовател , а вторым входом соединенный с выходом блока формировани пока а- тельной функции, содержащего регули- в каждом 1-такте преобразо- ос s. „о„„„ „...„.„„„ 1 „„„ п руемый масштабный преобразовйтель,

п ть ключей, два накопительных где А; - коэффициент, принимающий к

вани значение 1 или О в зависимости от состо ни компаратора 6 1 или О соответственно.

При этом в регистре 5 результата записано число (двоичное)

t -А;

ё

денсатора и триггер, вход установки в 1 которого соединен с управл к цим входом первого ключа, подключенного 30 к входу запуска блока формировани , соединенного с входом одковибратора, вход задани опорного напр жени блока формировани показательной функции подключен к информационному входу 35 первого ключа, выход которого объеди нен с информационным входом второго ключа и выходом третьего ключа и через первый накопительный конденсатор подключен к шине нулевого -потенциа- 40 ла, выход четвертого ключа обьединев с информационным входом п того ключа и через второй накопительный конденсатор подключен к пшне нулевого потенциала , выходы второго и п того ложены такты преобразовани с перво- дк ключей объединены и подключены к ин- го по седьмой. На фиг.З приведена формационному входу регулируемого таблица значений напр жений U; на масштабного преобразовател , информаt -t

пропорциональное логарифму входного напр жени

т ч Ub L г-т log ---.

1о§4 Uo

Изменение напр жени на выходе масштабного усилител 20 в процессе преобразовани показано на фиг.
2. По оси ординат отложены напр жени Ue , Ug и напр жени U; в i-такте преобразовани , а по оси абсцисс отвыходе масштабного усилител 20, соответствзпощих эпюре.

Как видно из эпюры (фиг.2), напр -CQ жение на выходе масштабного усилител 20 в 1,3 и 5 тактах преобразовани и, и и Uj меньше входного Ua, . Следовательно, этим тактам соответстцконные входы третьего и четвертого ключей объединены, соединены с выходом блока формировани показательной функции и подключены к выходу регулируемого масштабного преобразоватв л , управл ющие входы второго и четвертого ключей обьединены и подключевани , отсутствуют составл ющие

с А , /s г «/зг

5 , И ( , соответствующие коэффициентам передачи масштабного уси- лител 20 по 1,3 и 5-м входам.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь существенно повышает быстродействие, поскольку изменение коэффициента передачи регулируемого масштабного преобразовани 16 по казательному закону х позволило

реализовать метод поразр дного преобразовани .

Формула изобретени

цконные входы третьего и четвертого ключей объединены, соединены с выходом блока формировани показательной функции и подключены к выходу регулируемого масштабного преобразоватв л , управл ющие входы второго и четвертого ключей обьединены и подключе

вует нулевое состо ние выхода компа- gg ни к пр мому выходу триггера,управ- ратора 6, коэффициент А также равен л ющие входы третьего и п того ключей

обьединены и подключены к инверсному выходу триггера, счетный вход котороиулю и поэтому в выходном напр жении масштабного усилител 20, приведенном в таблице дл семи тактов преобразого соединен с тактовым входом блока -- г

го соединен с тактовым входом блока -- г

формировани показательной функции, э|1емент И, вход которого подключен к ВЫХОДУ генератора тактовых импульсов , счетчик, отличаюцнй- с| тем, что, с целью повышени быстродействи , в него введен регистр результата, соединенный тактовым вхо- д|эм с выходом генератора тактовых ийпульсов И Счетным входом счетчике, в|лход которого подключен к управл ю- |фму входу регулируемого масштабного

Такты преобразовани Фиг, 2

преобразовател блока формировани показательной функции, вход обнулени счетчика подключен к выходу одновиб- ратора и входу обнулени регистра результата , соединенного информационным входом с выходом компаратора и вторым входом элемента И, выход которого подключен к тактовому входу блока формировани показательной функции, вход одновибратора соединен с входом запуска преобразовател .

Фиг. 3