SU1485405A1 - Logarithmic converter - Google Patents

Logarithmic converter Download PDF

Info

Publication number
SU1485405A1
SU1485405A1 SU874245950A SU4245950A SU1485405A1 SU 1485405 A1 SU1485405 A1 SU 1485405A1 SU 874245950 A SU874245950 A SU 874245950A SU 4245950 A SU4245950 A SU 4245950A SU 1485405 A1 SU1485405 A1 SU 1485405A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
comparator
combined
outputs
Prior art date
Application number
SU874245950A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Aleksej D Samojlenko
Viktor Ya Rekutin
Valerij P Glushkovskij
Oleg V Pokidyshev
Original Assignee
Aleksej D Samojlenko
Viktor Ya Rekutin
Valerij P Glushkovskij
Oleg V Pokidyshev
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aleksej D Samojlenko, Viktor Ya Rekutin, Valerij P Glushkovskij, Oleg V Pokidyshev filed Critical Aleksej D Samojlenko
Priority to SU874245950A priority Critical patent/SU1485405A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1485405A1 publication Critical patent/SU1485405A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговой формы информации в цифровую с логарифмизовательной и вычислительной технике. Изобретение позволяет уменьшить погрешность преобразования и расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в устройство экспоненциального напряжения, содержащее источник 2 опорного напряжения, компаратор 6, генератор 5, введены коммутаторы 3, 4, триггеры 9, 10, счетчики 2, 3, регистры 14, 19, компаратор 21, цифровой компаратор 16, дифференциальный усилитель 20, интегратор 17, формирователь 8 короткого импульса, элемент И 7, блок 11 синхронизации, делитель 18 частоты,The invention relates to devices for converting the analog form of information into digital with logarithmic and computer technology. The invention allows to reduce the conversion error and expand functionality. This is achieved by the fact that the device of the exponential voltage, containing the source 2 of the reference voltage, the comparator 6, the generator 5, entered switches 3, 4, triggers 9, 10, counters 2, 3, registers 14, 19, the comparator 21, digital comparator 16, differential amplifier 20, integrator 17, shaper 8 short pulse, element 7, synchronization unit 11, frequency divider 18,

Аналоговые —> импульсные а Кодовые связиAnalog -> Pulse and Code Communications

связи логическиеlogical connections

, смы фиг /, sf f ig

аbut

33

14854051485405

4four

Изобретение относится к устройствам преобразования аналоговой формы информации в цифровую с логарифмированием и может быть использовано в автоматике, измерительной, преобра зовательной и вычислительной технике.The invention relates to devices for converting the analog form of information into digital with logarithm and can be used in automation, measurement, conversion, and computer technology.

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования и расширение функциональных возможно- Ю стей.The aim of the invention is to reduce the conversion error and the expansion of functional capabilities.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы работы преобразователя; на фиг. 3 - функциональная 15 схема генератора экспоненциального напряжения; на фиг. 4 - временные диаграммы работы генератора экспоненциального напряжения.FIG. 1 shows a functional diagram of the converter; in fig. 2 timing diagrams of the converter; in fig. 3 - functional 15 scheme of the exponential voltage generator; in fig. 4 - timing diagram of the exponential voltage generator.

Устройство содержит входную шину 1,20 1, источник 2 опорных напряжений, коммутаторы 3 и 4, генератор 5 экспоненциального напряжения, компаратор 6, элемент И 7, формирователь 8 короткого импульса, триггеры 9 и 10, блок 1 Г 25 синхронизации, счетчики 12 и 13, ре— гистр 14, генератор 15 опорной частоты, цифровой компаратор 16, интегратор 17, делитель 18 частоты, регистр 19, дифференциальный усилитель 20, 30The device contains an input bus 1.20 1, source 2 reference voltages, switches 3 and 4, generator 5 exponential voltage, comparator 6, element 7, shaper 8 short pulse, triggers 9 and 10, block 1 G 25 synchronization, counters 12 and 13, reg 14, reference frequency generator 15, digital comparator 16, integrator 17, frequency divider 18, register 19, differential amplifier 20, 30

компараторы 21 и 22, выход 23 переноса, выход 24 заема. _comparators 21 and 22, transfer output 23, loan output 24. _

На фиг. 2 диаграмма 25 изображает* импульс записи информации в регистры 14 и 19; диаграмма 26 - импульс син- 35 хронизации генератора 5; диаграмма 27 - импульс установки счетчиков 12 и 13 в ”0"; диаграмма 28 - выходное напряжение генератора 5; диаграмма 29 - напряжение на выходе коммутато- 40 ра 4; диаграмма 30 - выходное напряжение компаратора 6; диаграмма 31 сигнал на выходе элемента 7; диаграмма 32 - сигнал на выходе старшего разряда счетчика 13; диаграмма 33 - 45FIG. 2 diagram 25 depicts the * pulse recording information in registers 14 and 19; diagram 26 — sync pulse 35 — generator 5 synchronization; diagram 27 — impulse of installation of counters 12 and 13 V ”0"; diagram 28 — generator output voltage 5; diagram 29 — voltage at the output of switch 40; diagram 30 — output voltage of the comparator 6; diagram 31, signal at the output of element 7; Chart 32 is the signal at the high-order output of the counter 13, Chart 33 - 45

сигнал на инвертирующем выходе 0триггера-10; диаграмма 34 - сигнал на выходе коммутатора 3; диаграмма 35 - сигнал на прямом выходе 11-триггера 9; диаграмма 36 - импульс на вы-.^θ хбде формирователя 8; диаграмма 37 число импульсов, которые посчитает счетчик 13; диаграмма 38 - то же, для счетчика 12. Моменты времени: Т1 начало импульса синхронизации генера- $$ тора экспоненциального напряжения;the signal at the inverting output of the thrigger is 10; diagram 34 is the signal at the output of switch 3; diagram 35 - signal at the direct output of the 11-flip-flop 9; diagram 36 - impulse on you -. ^ θ xbde driver 8; diagram 37: the number of pulses counted by counter 13; Diagram 38 is the same for counter 12. Time points: T1 is the beginning of the synchronization pulse of the generator of the exponential voltage;

Т2, Т9 - момент сброса счетчиков в "0” и установки ϋ-триггеров: ϋ-триггера 10 в "0", ϋ-триггера 9 в ”1",T2, T9 - the moment of resetting the counters to "0" and installing the ϋ-flip-flops: ϋ-flip-flop 10 to "0", ϋ-flip-flop 9 to "1",

момент подключения первого опорного напряжения ио( - начало формирования экспоненциального напряжения; ТЗ начало отсчета измерительного Тц и какалибровочного Тк интервалов времени; Т4 - момент подключения измеряемого напряжения их; Т5 - момент окончания измерительного Тц интервала времени;the moment of connection of the first reference voltage and o ( - the beginning of the formation of the exponential voltage; TZ the beginning of the measurement T c and the calibration T for the time intervals; T4 - the moment of connection of the measured voltage and x ; T5 - the end of the measuring T c time interval;

Тб - момент подключения второго опорного напряжения иог; Т7 - момент окончания калибровочного Т* интервала Времени; Т8 - момент перезаписи цифровой информации со счетчиков в регистры.TB - the moment of connection of the second reference voltage and og ; T7 - the end of the calibration T * time interval; T8 - the moment of rewriting digital information from the counters to the registers.

Генератор 5 (фиг. 3) содержит конденсаторы 39 и 40, резисторы 41 и 42, диоды 43 и 44, повторитель 45 напряжения, аналоговый сумматор 46, резисторный оптрон 47, выход 48 генератора, вход 49 управления, вход 50 синхронизации.The generator 5 (Fig. 3) contains capacitors 39 and 40, resistors 41 and 42, diodes 43 and 44, voltage follower 45, analog adder 46, resistor optocoupler 47, generator output 48, control input 49, synchronization input 50.

На фиг. 4 нумерация диаграмм 26.и 28 совпадает с нумерацией этих же диаграмм, приведенных на фиг. 20>кроме того^диаграмма 51 - напряжение на первом входе аналогового сумматора 46; диаграмма 52 - напряжение на выходе аналогового сумматора 46.FIG. 4, the numbering of the diagrams 26. and 28 coincides with the numbering of the same diagrams shown in FIG. 20 > besides ^ diagram 51 is the voltage at the first input of the analog adder 46; diagram 52 is the voltage at the output of the analog adder 46.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

В промежутке времени между момен — тами Т1 и Т2 конденсатор 40 заряжается -через аналоговый сумматор 46 и диод 44 импульсом 26 с второго выхода блока 11, а по окончании этого импульса с момента Т2 начинается формирование экспоненциального напряжения 28. Импульсом 27 осуществляется предустановка ϋ-триггеров: первого в "1" второго в "О”, если они находились в отличных от указанных состояниях (например, сразу после включения питания), и установка счетчиков в ”0".In the time interval between the T1 and T2 moments, the capacitor 40 is charged through the analog adder 46 and diode 44 by pulse 26 from the second output of block 11, and after this pulse from the moment T2 begins, the formation of exponential voltage 28 begins. : first in "1" second in "O" if they were in other than the specified conditions (for example, immediately after power-up), and setting the counters to "0".

Таким образом, с момента времени Т2 подключены первые каналы коммутаторов 3 и 4 так, что на выходе коммутатора 3 "Лог. Г", на выходе второго коммутатора 4 первое опорное напряжение ϋ0, , на выходе компаратора 6 "Лог. О". В момент ТЗ экспоненциальное напряжение 28 становится меньше опорного и0( , на выходе компаратора 6 формируется положительный перепад, который, воздействуя на входы ϋ-триггеров, приводит к их опрокидыванию. На прямом выходе ϋ-триггера 9 начинается формирование измерительного временного интервала Ти, а на инверсном выходе триггера 10 - калибIThus, from time T2, the first channels of switches 3 and 4 are connected so that the output of switch 3 is “Log. G”, the output of the second switch 4 is the first reference voltage ϋ 0 , and at the output of comparator 6 “Log. O”. At the moment of the TZ, the exponential voltage 28 becomes less than the reference voltage and 0 ( a positive differential is formed at the output of the comparator 6, which, acting on the inputs of the три-flip-flops, causes them to overturn. At the direct output of the ϋ-flip-flop 9, the formation of the measuring time interval T and , and on the inverse trigger output 10 - cali

14854051485405

ровочного интервала Тк. Начинается счет счетчиками 12 и 13. После опрокидывания ϋ-триггера 10 сигнал с его инверсного выхода, воздействуя на соответствующие входы коммутаторов 3 и 4, приводит к переключению обоих коммутаторов на вторые каналы так, что. на ϋ-входе ϋ-триггера 9 "Лог.rovovochnogo interval T to . The counting of counters 12 and 13 begins. After overturning of the S-flip-flop 10, the signal from its inverse output, acting on the corresponding inputs of switches 3 and 4, causes both switches to switch to the second channels in such a way. at the ϋ-input of the ϋ-trigger 9 "Log.

”0", на вход компаратора 6 подключа- ιθ ется измеряемое напряжение их, причем υχ Ζ. и0, , так, что в момент Т4 компаратор 6 опять· переходит в '?0"."0", the measured voltage and x are connected to the input of the comparator 6, and υ χ Ζ. And 0 , so that at the time T4 the comparator 6 again goes to '? 0 ".

В момент Т5 экспоненциальное напряжение 28 становится меньше измеряемо- 15 го их, компаратор 6 генерирует второй положительной перепад, который приводит к опрокидыванию в исходное состояние ϋ-триггера 9, и формирование измерительного интервала закан- 26 чивается. Его длительность равна Т1{ =At time T5, the exponential voltage 28 becomes less than measurable 15 and x , comparator 6 generates a second positive differential, which leads to tilting of the ϋ-flip-flop 9 to the initial state, and the formation of the measuring interval ends. Its duration is equal to T 1 { =

= Т5-ТЗ.= T5-TZ.

Для моментов времени ТЗ и Т5 очевидны соотношенияFor the points in time TZ and T5, the ratios are obvious.

2525

-(Ь-тгу/С,- (Lt r y / S,

и0, = М , (Оand 0 , = M, (O

(Ту -тг) / &(Tu-t g ) / &

их = и9С ; (2) зоand x = and 9 C ; (2)

где и0 - первое опорное напряжение; их - измеряемое напряжение; и? - величина экспоненциальногоwhere and 0 - the first reference voltage; and x - measured voltage; and ? - exponential value

напряжения в момент време- 35 ни Т2;voltage at the time of 35 and T2;

- постоянная времени экспоненциального напряжения.- time constant of exponential voltage.

После деления (1) и (2) й логарифмирования получаем 4θAfter dividing (1) and (2) th logarithm, we get 4 θ

появляется логическая 'Ί". Воздействуя на входы коммутаторов 3 и 4, она приводит к их переключению на третий канал и к компаратору 6 подключается второе опорное напряжение . Компаратор 6 переходит в "0". Этим схема подготавливается к фиксации окончания калибровочного интервала.A logical 'Ί "appears. Acting on the inputs of switches 3 and 4, it causes them to switch to the third channel and a second reference voltage is connected to comparator 6. Comparator 6 changes to" 0. "This scheme prepares for fixing the end of the calibration interval.

Таким образом, диапазон измерений ϋ и определяется разрядностью η счетчика 13 и требуемой разрешающей способностью Δ, дБ:Thus, the measurement range ϋ and is determined by the bit depth η of the counter 13 and the required resolution Δ, dB:

В момент Т7 экспоненциальное напряжение 28 становится меньше второго опорного напряжения ϋ02 , компаратор 6 генерирует еще один, третий положительный перепад, который приводит к опрокидыванию ϋ-триггера 10 (так как сигнал на его ϋ-входе изменяется в м момент Тб). На инверсном выходе 13триггера 10 заканчивается формирова-At time T7, the exponential voltage 28 becomes less than the second reference voltage ϋ 02 , the comparator 6 generates another, third positive differential, which leads to the tilting of the ϋ-flip-flop 10 (as the signal at its ϋ-input changes in m Tb moment). At the inverse output of the 13 trigger 10 ends forming

ние niya калибровочного gauge интервала, interval, который which the можно вычислить can calculate по by аналогии с analogies with (1) - (one) - (3) (3) тк t to 1п 1n и0[ , иоь ‘and 0 [ , and ' (5) (five)

Этот интервал преобразуется в код вторым счетчиком так, что его выходной кодThis interval is converted to code by a second counter so that its output code

к оп к опto op to op

ΐηΐη

э ио2 e and o2

(6)(6)

4-^1"^· (3)4- ^ 1 "^ · (3)

и02. and 02.

Интервал Ти преобразуется в код. первым счетчиком так, что его выходной кодInterval T and converted to code. the first counter so that its output code

К„- Ео»Л 1п^£. (4)К „- Е о» Л 1п ^ £. (four)

ϋ-триггер 10 в момент времени Т5 не срабатывает,, так как на его информационном входе действует логический "0", начиная с момента Т2 и до момента Тб. В момент времени Тб на выходе старшего разряда счетчика 13ϋ-trigger 10 at time T5 does not work, because a logical “0” acts on its information input, starting from time T2 and up to time TB. At time TB at the output of the senior discharge of the counter 13

Совокупностью блоков 10, 13, 16, 19, 20, 17, 5 этот код поддерживается равным номиналуBy a set of blocks 10, 13, 16, 19, 20, 17, 5 this code is maintained equal to the nominal

ΝΚΚΟ (7)Ν Κ = Ν ΚΟ (7)

с погрешностью, не превышающей единицы счета, поскольку сравнение осуществляется в цифровой форме цифровым компаратором 16.with an error not exceeding the unit of account, since the comparison is carried out in digital form by a digital comparator 16.

Таким образом, постоянная времени, экспоненты с точностью до единицы счета поддерживается равной величине, определяемой из (6) с учетом (7)Thus, the time constant, the exponent with the accuracy of the unit of account is maintained equal to the value determined from (6) with (7)

коto

(8)(eight)

£°п1п и* £ ° n 1p and *

ΊΊ

14854051485405

8eight

Подставив значение с7? из (8) в (4), получаемSubstituting the value of c7 ? from (8) to (4), we obtain

1п1n

деde

ΝΜ = Νκο Ν Μ = Ν κο

о»about"

(9)(9)

Равенство (9) можно записать в ви- ,θEquality (9) can be written in vi, θ

20 18 20 1 8

Цщ.Tschsch.

20 ι8 20 ι 8

(10)(ten)

1515

«Ζ

тывает одновременно с Ц-триггером 10 в момент Т7 и измерительный интервал становится равным калибровочному ТИК. При этом выходной код логарифмического АЦП Ν„ = что и является критерием работоспособности всего устройства.Pipeline simultaneously with the D-flip-flop 10 at time T7 and the measuring interval becomes equal to the gauge T = T & K. At the same time, the output code of the logarithmic ADC Ν „= is the criterion for the performance of the entire device.

Как видно из (9), погрешность преобразования определяется погрешностями установки опорных напряжений Ьи01 ... напряжением смещения компаратора исм и единицей счета.As can be seen from (9), the conversion error is determined by the errors of the installation of the reference voltages bai 01 ... the offset voltage of the comparator and cm and the unit of account.

Точный расчет по формуле (9) достаточно сложен. Однако, если выполнить условияThe exact calculation by the formula (9) is quite complicated. However, if you meet the conditions

Из (10) видно, что выходной код логарифмического преобразователя пропорционален логарифму отношения измеряемого и опорного напряжений.From (10) it can be seen that the output code of the logarithmic converter is proportional to the logarithm of the ratio of the measured and reference voltages.

При увеличении (во время переходных процессов при включении питания) калибровочный интервал ограничен сверху значением Т9-ТЗ импульсом 27 предустановки ϋ-триггеров. При чрезмерном уменьшении £9 ниже некоторой величины (этот случай отмечен на диаграмме 28 пунктиром) третий положительный перепад на выходе компаратора отсутствует (пунктир на диаграмме 30), поэтому калибровочный интервал Тк ограничивается снизу импульсом 36 с выхода формирователя 8 через элемент 7 с тем, чтобы исключить инверсию знака обратной связи по цепи регулировкиWith an increase (during transients at power up), the calibration interval is bounded above by the value of T9-TZ pulse 27 of the ϋ-flip-flop preset. When excessive decrease £ 9 below a certain value (this case is marked in figure 28 in phantom) the third rising edge at the output of the comparator is absent (broken line in figure 30), therefore the calibration interval T to limited below pulse 36 output from the generator 8 via element 7 in order to eliminate the inversion of the sign of feedback on the chain of adjustment

Наличие в схеме второго 21 и третьего 22 компараторов, выполняющих логические функцииThe presence in the scheme of the second 21 and third 22 comparators that perform logical functions

2020

2525

30thirty

3535

4040

Μυ^υ,,ρ;^υ ^ υ ,, ρ;

4545

соответственно, позволяет использовать устройство в составе широкодиапазонного логарифмического АЦП.accordingly, it allows using the device as part of a wide-range logarithmic ADC.

Оперативная проверка работоспособности логарифмического преобразовате- 50 ля осуществляется путем снятия входного напряжения.Operational verification of the operability of the logarithmic converter is carried out by removing the input voltage.

II

Как видно из временных диаграмм 30 и 31, положительный перепад в момент времени Т5 при этом отсутствует, а выходное напряжение элемента 7 (диаграмма 31) равно нулю вплоть до момента Т7, т.е. ϋ-триггер 9 сраба20 16 -υ.0Α..-+-ξ.^..·+·.·^..υΡ-? < А · ио<As can be seen from the time diagrams 30 and 31, there is no positive difference at time T5, and the output voltage of element 7 (diagram 31) is zero up to time T7, i.e. The ϋ-flip-flop 9 of the slave20 1 6 - υ .0Α ..- + -ξ. ^ .. · + ·. · ^ .. υ Ρ-? <A · and o <

20 18 АР01 д 20 1 8 AP01 d

(И)(AND)

то результирующая погрешность не превышает нескольких единиц счета Д .. Поскольку для формирования измерительного Тм и калибровочного Тк интервалов используется один и тот же компаратор, выполнение условий (11) облегчается.the resulting error does not exceed a few counts D .. As for the formation of the measurement of T m and T c of the calibration interval uses the same comparator, the conditions (11) is facilitated.

В выражении (11) не учтена погрешность, связанная с неточностью формирования экспоненты генератором 5. Генератор экспоненты работает следующим образом. Конденсатор 40 заряжается импульсом 26 синхронизации и затем разряжается через цепочку резисторов 41 и 42 и резистор оптрона 47. Погрешность формирования экспоненты 28 обуславливается тремя факторами: током утечки ΐ^τ диода 44, входным током компаратора 6 (фиг • 1) ΐ вх и изменением емкости диода 44 ДСп в процессе формирования экспоненты. Элементная база позволяет реализоватьIn expression (11), the error associated with the inaccuracy of the formation of the exponent by the generator 5 is not taken into account. The generator of the exponent works as follows. The capacitor 40 is charged by the synchronization pulse 26 and then discharged through a chain of resistors 41 and 42 and an optocoupler resistor 47. The error in the formation of the exponent 28 is caused by three factors: leakage current ΐ ^ τ of diode 44, input current of the comparator 6 (fig • 1) ΐ in and change in capacitance diode 44 DSDs in the process of exponent formation. Element base allows you to implement

20 16 (1 + 4(3 - 5)Ь20 1 6 (1 + 4 (3 - 5) b

^мин^ min

где “ минимальный ток емкостиwhere “minimum current capacity

40 в пределах рабочего участка экспоненты (интервал Т2-Т8).40 within the working area of the exponent (T2-T8 interval).

Кроме того, необходимо .выполнитьIn addition, it is necessary .Vypolnit

20 1§ (1 +20 1§ (1 +

С,WITH,

9 1485405 ' 10 9 1485405 '10

Выполнение последнего условия обеспечивают в схеме (фиг. 3)"узлы 45,The fulfillment of the latter condition is provided in the scheme (FIG. 3) "nodes 45,

39, 43 и 46.39, 43 and 46.

II

5five

Выходное напряжение генератора 5 через повторитель 45 и схему привязки уровня, содержащую диод 43 и конденсатор 39 поступает на первый вход аналогового сумматора 46, благодаря ю чему во время формирования рабочего участка экспоненты обеспечиваетсяThe output voltage of the generator 5 through the repeater 45 and the level binding circuit containing the diode 43 and the capacitor 39 is fed to the first input of the analog adder 46, thanks to which during the formation of the working section the exponents are provided

—г 0.—Y 0.

При выборе параметров логарифмического АЦП следует учесть, что величина кода Νκο определяется диапазо- 20' ном опорных напряженийWhen choosing the parameters of the logarithmic ADC, it should be noted that the value of the code κ κο is determined by the range of 20 'reference voltages

Цо,Tso,

иand

02.02

(12)(12)

2525

и требуемой разрешающей способностьюand the required resolution

АBUT

Νκο Ν κο

30thirty

(13)(13)

а постоянная времени экспоненты связана с опорной частотой соотношением 35 (8), которое с учетом (12) и (13) даетand the time constant of the exponent is related to the reference frequency by the ratio 35 (8), which, taking into account (12) and (13), gives

20 18 120 18 1

(14) 40(14) 40

Величина Ζ определяет быстродействие преобразователя, время преобразованияThe value Ζ determines the speed of the converter, the conversion time

πΡ~Δίοη ' π Ρ ~ Δίοη '

„ 50" 50

Практически при величине опорной частоты в несколько мегагерц и требуемой разрешающей способности, например, А = 0,01 дБ достижимы быстродействие в доли миллисекунд и погреш- 55 ность, не превышающая сотых долей децибела.Practically, with a reference frequency of several megahertz and the required resolution, for example, A = 0.01 dB, the speed in fractions of milliseconds and the error not exceeding hundredths of a decibel are achievable.

Коэффициент деления к делителя 18 следует выбирать из соотношенияThe division factor for divider 18 should be chosen from the ratio

В качестве коммутаторов 3 и 4 может быть использован, например, сдвоенный четырехканальный аналоговый мультиплексор. Блок синхронизации может быть выполнен в виде счетчикаделителя на 10 с дешифратором. Второй регистр может быть выполнен в в виде пары триггеров.As switches 3 and 4, for example, a dual four-channel analog multiplexer can be used. The synchronization unit can be made in the form of a 10-divider counter with a decoder. The second register can be made in the form of a pair of triggers.

Цифровой компаратор 16 представляет собой 12-разрядный цифровой компаратор. Используются два выхода компаратора <3 д в и 9д,6· Таким образом, пока текущий код счетчика 13Digital comparator 16 is a 12-bit digital comparator. Two outputs of the comparator are used <3 d in and 9d, 6 · Thus, while the current counter code is 13

N ,·} - N κθ на выходе ()д<6 компаратора 16 присутствует логическая "1", далее в момент, когда N ^ = ΝΚο, на обоих выходах схемы 16 логические ”0”, а когда > Νκο , на выходе присутствует логическая "1", на выходеN, ·} - N κθ output () d <6, the comparator 16 there is a logic "1", then when the N ^ = Ν Κο, at both outputs circuit 16 logic "0", and when> Ν κο, on the output is a logical "1" at the output

логический "0".logical "0".

После прекращения счета счетчиком 13 в момент Т7 на его выходе устанавливается код Νκ, а на первом и втором выходах компаратора 16 соответствующие переменные в зависимости от соотношения величин Ν« и ΝΚο. Эти два бита и записываются в двухразрядный:· регистр 19 по фронту импульса 25 в момент Т8 (фиг. 2). Выходы регистра поступают на дифференциальный усилитель 20. Выходное напряжение диффе-'·' ренциального усилителя 20 может принимать три значения: +ЕП; 0; -Е^. Таким образом, цифровая информация с выхода компаратора 16 преобразуется в аналоговую с помощью простейшего ЦАП, включающего схемы 19 и 20.After termination of the counting by the counter 13 at the time T7, the code Ν κ is set at its output, and at the first and second outputs of the comparator 16, the corresponding variables depending on the ratio of the values Ν «and Κο . These two bits are written in two-bit: · register 19 on the front of the pulse 25 at time T8 (Fig. 2). The outputs of the register are fed to the differential amplifier 20. The output voltage of the differential-potential amplifier 20 can take on three values: + Е П ; 0; -E ^. Thus, digital information from the output of the comparator 16 is converted to analog using a simple DAC, including circuits 19 and 20.

После окончания формирования калибровочного интервала 33(фиг. 2) коды на выходах счетчиков 12 и 13 (фиг. 1) не изменяются вплоть до сброса счетчиков в момент Т9 (Т2) и равны: на выходе счетчика 12 (фиг. 1) Νη, на выходе счетчика 13 Ν*. С момента Т7 до Т8 (фиг. 2) происходит установление на первом и втором выходах цифрового компаратора 16 (фиг. 1) результата сравнения кода с опорным в соответствии с таблицей.After the formation of the calibration interval 33 (Fig. 2), the codes at the outputs of counters 12 and 13 (Fig. 1) do not change until the counters are reset at time T9 (T2) and are equal to: at the output of counter 12 (Fig. 1) Ν η , at the output of the counter 13 Ν *. From T7 to T8 (Fig. 2), the first and second outputs of the digital comparator 16 (Fig. 1) establish the result of comparing the code with the reference one in accordance with the table.

В момент Т8 происходит запись информации в регистры 14 и 19. а в регистр 14 - запись кода Νη, т.е. обновление результата преобразования. В регистр 19 записывается результатAt the time of T8, information is recorded in registers 14 and 19. and in register 14, the code Ν η is written, i.e. update conversion result. Register 19 writes the result

. 1485405. 1485405

1 212

сравнения (таблица)$ который сохраняется в течение одного периода экспоненциального напряжения. Таким образом, дальнейшее обнуление счетчика $ 13, изменение его выходного кода в процессе счета не изменяет состояния регистра 19 до следующего импульса записи 25 (фиг. 2), Дифференциальный усилитель 20 преобразует результат , θcomparison (table) $ which is stored for one period of exponential voltage. Thus, further resetting the counter to $ 13, changing its output code in the counting process does not change the state of register 19 to the next write pulse 25 (Fig. 2), Differential Amplifier 20 converts the result, θ

сравнения в соответствии с таблицей, где Е л - напряжение питания регистра 19. Коэффициент передачи дифференциального усилителя близок к единице.comparison in accordance with the table, where E l - the supply voltage of the register 19. The transfer coefficient of the differential amplifier is close to unity.

Таким образом, совокупность блоков 15 16, 19 и 20 формирует релейную характеристику! выход дифференциального усилителя 20Thus, a set of blocks 15 16, 19 and 20 forms a relay characteristic! differential amplifier output 20

п, если N к > Νκο; 20-E p if N to > Ν κο ; 20

0, если N к = ΝΗο ;0 if N к = Ν Ηο ;

*·Εη, если N к < N Ко .* · Η , if N к <N Ko .

2525

Зона нечувствительности равна единице счета. Интегратор 17 непрерывно интегрирует выходное напряжение дифференциального усилителя 20. В режиме; слежения выходное напряжение интег- ;30 ратора положительно. ! The dead zone is equal to the unit of account. The integrator 17 continuously integrates the output voltage of the differential amplifier 20. In; tracking output voltage integra-; 30 rator positive. !

I 1I 1

В процессе работы устройства может изменяться постоянная времени генератора, амплитуда экспоненты и т.д. :During operation of the device, the generator time constant, the amplitude of the exponent, etc. may vary. :

Система отрабатывает эти изменения, 35 при этом поддерживается постоянным интервал Тк. При этом может изменять ся положение интервала Тк относительно начала спадающего участка (момента Т2) экспоненты, но это не влияет 40 на нормальную работу устройства, так , как величина интервала Т выбрана примерно вдвое меньше периода экспоненты.The system works through these changes, 35 while maintaining a constant T k interval. This may change the camping position interval T with respect to the beginning of the falling portion (moment T2), the exponent, but this does not affect the normal operation 40 the device, as the value of the interval T is selected approximately half exponential period.

4545

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Логарифмический преобразователь, содержащий источник опорных напряжений, первый и второй компараторы, ге- зд нератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с первьм входом первого компаратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования 55 и расширения функциональных возможностей, в него введены два ϋ-триггера, два счетчика, два регистра, генератор опорной частоты, цифровой компаратор,1. A logarithmic converter containing a source of reference voltages, the first and second comparators, an exponential voltage generator, the output of which is connected to the first input of the first comparator, characterized in that, in order to reduce the conversion error 55 and extend the functionality, two три-flip-flops, two counters, two registers, reference frequency generator, digital comparator, дифференциальный усилитель, интегратор, делитель частоты, блок синхронизации, формирователь короткого импульса, элемент И, третий компаратор, два коммутатора, первый вход первого коммутатора является шиной логической единицы, второй, третий и четвертый входы объединены и являются шиной логического нуля, пятый вход объединен с первым входом второго коммутатора, входом разрешения счета первого счетчика и соединен с инверсным выходом первого 15-триггера, шестой вход объединен с вторым входом второго коммутатора, входом формирователя короткого импульса, ϋ-входом первого ϋ-триггера,.> входом старшего разряда первой группы информационных входов цифрового компдратора и соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, остальные разряды которого поразрядно соединены с соответствующими входами первой группы информационных входов цифрового компаратора, вторая группа информационных входов которого является шиной кода, первый и второй выходы цифрового компаратора соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого регистра, вход записи которого объединен с входом записи второго регистра и соединен с первым выходом блока синхронизации, первый и второй выходы первого регистра соединены со- . ответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход которого через интегратор соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с входами установки в "0" первого и второго счетчиков, '8-входом первого I)-триггера и К-входом второго ϋ-триггера, вход блока синхронизации через делитель частоты объединен со счетными входами первого и второго счетчиков и соединен с выходом генератора опорной частоты, выходы второго счетчика поразрядно соединены с информационными входами второго регистра, выходы которого являются выходными шинами, вход разрешения счета второго счетчика соединен с прямым выходом второго 15-триггера, С-вход которого объединен с С-входом первого ϋ-триггера и соединен с выходом элемента И, первый входdifferential amplifier, integrator, frequency divider, synchronization unit, short pulse shaper, I element, third comparator, two switches, the first input of the first switch is a bus of a logical unit, the second, third and fourth inputs are combined and are a logical zero bus, the fifth input is combined with the first input of the second switch, the resolution enable input of the first counter and connected to the inverse output of the first 15 flip-flop, the sixth input is combined with the second input of the second switch, the input of the driver is short pulse, ϋ-input of the first три-flip-flop,>> the high-order input of the first group of information inputs of the digital compdrator and connected to the high-level output of the first counter, the remaining bits of which are bitwise connected with the corresponding inputs of the first group of information inputs of the digital comparator, the second group of information inputs which is a bus code, the first and second outputs of the digital comparator are connected respectively to the first and second information inputs of the first register, the entry of which is about edinen a second register write input and is connected to the first output of the synchronization unit, the first and second outputs of the first register are connected co. responsibly with the first and second inputs of the differential amplifier, the output of which through the integrator is connected to the control input of the exponential voltage generator, the synchronization input of which is connected to the second output of the synchronization unit, the third output of which is connected to the installation inputs to "0" of the first and second counters, '8- the input of the first I) -trigger and K-input of the second ϋ-flip-flop, the input of the synchronization unit through the frequency divider is combined with the counting inputs of the first and second counters and connected to the output of the generator of the reference hour The outputs, outputs of the second counter, are digitally connected to the information inputs of the second register, the outputs of which are output buses, the counting enable input of the second counter is connected to the direct output of the second 15-flip-flop, the C-input of which is combined with the C-input of the first три-flip-flop and connected to the output element and the first input 1313 14854051485405 1414 которого соединен с выходом формирователя короткого импульса, второй вход соединен с выходом первого компаратора, второй вход которого соединен с $which is connected to the output of the short pulse shaper, the second input is connected to the output of the first comparator, the second input of which is connected to выходом второго коммутатора, третий вход которого объединен с первым входом второго компаратора и соединен с первым выходом источника опорных напряжений, четвертый вход объединен с ю вторым входом второго компаратора, первым входом третьего компаратора и является входной шиной, пятый и шестой входы объединены с вторым входом третьего компаратора и соединены 15 с вторым выходом источника опорных напряжений, выходы второго и третьего компараторов являются соответственно первой и второй шинами контроля превышения опорного сигнала, ϋ-вход 20 второго ϋ-триггера соединен с выходом первого коммутатора.the output of the second switch, the third input of which is combined with the first input of the second comparator and connected to the first output of the reference voltage source; the fourth input is combined with the second input of the second comparator, the first input of the third comparator and is the input bus; the fifth and sixth inputs are combined with the second input of the third the comparator and 15 are connected to the second output of the reference voltage source; the outputs of the second and third comparators are, respectively, the first and second buses of the control of the excess of the reference signal,-input 20 of the second три-flip-flop is connected to the output of the first switch. 2. Преобразователь по π; 1, отличающийся тем, что гене- 25 ратор экспоненциального напряжения выполнен на повторителе напряжения,2. Converter π; 1, characterized in that the generator of exponential voltage is made on the voltage follower, аналоговом сумматоре, двух диодах, резисторном оптроне, двух резисторах двух конденсаторах, первый вывод первого конденсатора соединен с выхо дом повторителя напряжения, а второй вывод соединен с первым входом аналогового сумматора и с анодом первого диода, первьй вывод второго конденсатора, первые выводы первого и второго резисторов, катод второго диода и вход повторителя напряжения объединены и являются выходом генера тора, первьй вывод резисторного оптрона является управляющим входом генератора, второй вывод резисторного оптрона соединен с вторым выводом первого резистора, второй вход анало гового сумматора является входом син хронизации генератора, катод первого диода, третий и четвертьй выводы резисторного оптрона, вторые выводы второго резистора и второго конденса тора объединены и являются шиной Нулевого потенциала, выход аналогового сумматора соединен с анодом второго диода.analog adder, two diodes, a resistor optocoupler, two resistors, two capacitors, the first output of the first capacitor is connected to the output of the voltage follower, and the second output is connected to the first input of the analog adder and the anode of the first diode, the first output of the second capacitor, the first outputs of the first and second resistors, the cathode of the second diode and the input of the voltage follower are combined and are the generator output, the first output of the resistor optocoupler is the control input of the generator, the second output of the resistor optocoupler with The second input of the analog adder is the sync synchronization input of the generator, the cathode of the first diode, the third and fourth outputs of the resistor optocoupler, the second outputs of the second resistor and the second capacitor are combined and are the bus of the Zero potential, the output of the analog adder is connected to the anode second diode. II Первый The first Второй Second Соотношение Ratio Выходное Output выход output Выход Output кодов Ν^, ΝΚο Ν ^, Ν Κο codes напряжение дифференциального усилителя 20 differential amplifier voltage 20
Лог. Log "0" "0" Лог. Log "0" "0" «к "to = = Νκο Νκο 0 0 Лог. Log "0" "0" Лог. Log И | II And | II «к "to «ко “To + Ε Лог. Log II 1 II II 1 II Лог. Log ΙΙθΙ! ΙΙθΙ! «К "TO > > «ко “To
14854051485405 Фиг. ϊFIG. ϊ 14854051485405
SU874245950A 1987-05-15 1987-05-15 Logarithmic converter SU1485405A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874245950A SU1485405A1 (en) 1987-05-15 1987-05-15 Logarithmic converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874245950A SU1485405A1 (en) 1987-05-15 1987-05-15 Logarithmic converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1485405A1 true SU1485405A1 (en) 1989-06-07

Family

ID=21304633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874245950A SU1485405A1 (en) 1987-05-15 1987-05-15 Logarithmic converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1485405A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3662380A (en) Transient recorder
GB2201057A (en) Multi-slope analogue to digital converters
SU1485405A1 (en) Logarithmic converter
US4143362A (en) High resolution auto-zero circuit for analog-to-digital converter
US3805046A (en) Logarithmic conversion system
US3623073A (en) Analogue to digital converters
US4728816A (en) Error and calibration pulse generator
SU1107138A1 (en) Function generator
SU1115219A1 (en) Device for measuring error of analog-to-digital converter
JPS58224498A (en) Memory device of waveform
SU884124A1 (en) Analogue-digital converter for x-ray computing tomograph
GB2120481A (en) Improvements in or relating to analogue to digital converters
SU1725397A1 (en) Logarithmic ad converter
SU1010722A1 (en) Voltage-to-code converter
SU1628013A1 (en) Capacitance-to-frequency converter
SU1486794A1 (en) Method for measuring linear movements
SU1553918A2 (en) Digital phase meter
SU1101848A1 (en) Logarithmic analog-to-digital converter
SU1081643A2 (en) Integrator
SU660246A1 (en) Multichannel integrating analogue-digital converter
SU1406493A1 (en) Digital oscillograph
SU746581A1 (en) Function generator
SU1580283A1 (en) Digital ohmmeter
SU1112374A1 (en) Device for taking logarithm of signal ratio
SU799119A1 (en) Discriminator of signal time position