SU947874A1 - Логарифмический аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к вычислительной технике, а именно к нелинейным аналого-цифровым преобразова тел м/ и может быть использовано в измерительной технике. Известен логарифмический преобразователь , некотором логарифмическое преобразование осуществл етс  на основе разр да емкости через резистор по экспоненциальному закону, содержащее интеграторы, ключи, масш табные и токозадающие резисторы, модул тор и сумматор 1. Недостатками этого преобразовата л   вл ютс  сложность, невысока  точность и ограниченный диапазон преобразовани  уровней входных сигналов Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  аналого-цифровой преобразователь с двойным интегрированием, состо щий из интегратора, выполненного на операционном усилителе, бло ка сравнени , эталонного источника, первого и . второго к.точа, последовательно соединенных генератора счетных импульсов, третьего ключа счетчика , блока управлени  коммутацией, выходы которого соответственно подключены к управл ющим входам первого и второго ключей 2. Недостатком известного преобра- . зовател   вл етс  небольшой динамический диапазон преобразовани . Цель, изобретени  - расширение динамического диапазона входного сигнала путем получени  логарифмического закона преобразовани  стабильного в температуре. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в логарифмическийаналогоцифровой преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, в цепь отрицательгой обратной св зи которого включен интегрирующий конденсатор , первый и второй токозадающие резисторы, первые выводы которых соответственно подключены к инвертируклцему и неинвертируквдему входам первого операционного усилител , источник эталонного сигнала, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу первого операционного усилител , последовательно соединенные генератор счетных импульсов, первый ключ, счетчик импульсов, блок управлени  коммутацией, второй и третий ключи, управл ющие входы которых подключены соответственно к первому

И второму выходам блока управлени  коммутацией, управл ющий вход первого ключа подключен к выходу порогового элемента, введены второй и третий операционные усилители, третий и четвертый токоэадаисцие резисторы, три логарифмирующих транзистора и источник опорного сигнала, выход которого подключен к второму выводу второго токозадающего резистора, неинвертирующий вход первого операционного усилител  подключен к эмиттеру первого логарифмирующего транзистора, база и коллектор которого объединены и подключены к шине нулевого потенциала, первый вывод третьего токозадающего резистора  вл етс  входом преобразовател , второй вывод-третьего токозадающего резистора подключен к инвертирующем входу второго операционного усилител  и к коллектору второго логарифмирующего транзистора, база которого подключена к шине нулевого потенциала, а эмиттер подключен к выходу второго операционного усилител  и к информационному входу второго ключа, первый вьюод четвертого токозадающего.резистора подключен к выходу источника эталонного сигнала второй вывод четвертого токойадаюЩего резистора подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилител  и к коллектору третьго логарифмирующего транзистора, база которого подключена к шине нулевого потенциала, а эмиттер подключен к выходу третьего операционного усилител  и к информационному входу третьего ключа, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей подключены к шине нулевого потенциала, выходы второго и третьего ключей объединены и подключены к второму выводу первого токозадающего резистора.

На чертеже показана функциональна  схема предлагаемого преобразовател  .

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь содержит операционные усилители 1-3, токозадаквдие резисторы 4-7, логарифмирующие транзисторы 8-10, интегрирующий конденсатор 11, источник 12 эталонного сигнала, источник 13 опорного сигнала, ключи 14 - 16, пороговый элемент 17, генератор 18 счетных импул |сов , счетчик 19 импульсов, блок 20 управлени  ключами, шину 21 нулевого потенциала.

Логарифмический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Сигнсшы с выходов операционных усилителей 2 и 3, завис щие по логарифмическому закону-от уровн  входного сигнала и эталонного источника 12 соответственно, попеременно через ключи 15 и 16 подключаютс  к инвертирующему входу операционного усилител  1, к неинвертирующему входу которого подключен логарифмирующий транзистор 8. Цикл зар да интегрирующего конденсатора состоит из двух тактов. В первом такте ключ 15 закрыт,.а ключ 16 открыт и конденсатор 11 зар жаетс  в течение фиксированного интервала времени Т током, пропорциональным логарифму отношени  напр жени  источника 12 эталонного сигнала к напр жению источника 13 опорного сигнала с коэффициентам пропорциональности к, завис щим линейно ОТ- температуры. В течение второго такта ключ 15 открыт, а ключ 16 закрыт и конденсатор 11

j, разр жаетс  до нулевого уровн  током , пропорциональным логарифму отношени  напр жени  входного сигнала Ugx и напр жени  источника 13 опорного сигнала с тем же коэффициентом пропорциональности к, после чего цикл заканчиваетс . В течение второго такта в счетчике записываетс  .число, пропорциональное его длительности Т/2, которое определ етс  произведением длительности первого

такта на отношение зар дового и разр дового тока интегрирующего конденсатора , при этом температурно зависимый коэффициент к сокращаетс . Таким образом, число, записываемое в счетчик, устанавливаетс  пропорциональным логарифму напр жени  входного сигнала и не зависит от температуры с точностью, определ емой идентичностью логарифмирующих

0 элементов. Применение в качестве

логарифмирующих элементов интегральных транзисторов позвол ет реализовать логарифмический закон преобразовани  в большом диапазоне уровней

5 входного сигнала, который практически не зависит от температуры.

Предлагаемый логарифмический аналого-цифровой преобразователь позвол ет достичь расширени  динамического диапазона входного сигнала по сравнению с известными на один-два пор дка.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Логарифмический аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной св зи которого

   включен интегрирующий конденсатор, первый и второй токозадающие резисторы , первые выводы которых соответственно подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам пер .вого операционного усилител , источ