Спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення

Номер патенту: 43364

Опубліковано: 17.12.2001

Автор: Мичуда Зиновій Романович

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення за методом зрівноваження, у якому формують компенсуючу напругу Uк шляхом зміни заряду на нагромаджувальному конденсаторі і який полягає у тому, що до початку перетворення нагромаджують заряд до одержання відповідної йому компенсуючої напруги Uк, рівної заданому рівню еталонної напруги U0, змінюють цей заряд в процесі перетворення періодично повторюваними дозованими кількостями електрики до моменту переходу відповідної йому компенсуючої напруги Uк через рівень вхідного сигналу та підраховують число дозувань, який відрізняється тим, що розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, вибирають значення ваги nc с-піддіапазону згідно формули

де а будь-яке додатне число, яке задають більшим одиниці, m - номер останнього піддіапазону, задають значення коефіцієнта zс, що визначає дозовані кількості електрики на будь-якому с-піддіапазоні, згідно формули

при виборі U0 ³ Uвх.

або

 при виборі U0 £ Uвх.

проводять перехід на наступний піддіапазон в момент переходу відповідного заряду рівня компенсуючої напруги Uк через рівень вхідного сигналу, на кожному піддіапазоні підраховують кількість дозувань nс і добуток кількості дозувань на вагу цього піддіапазону, а результат перетворення визначають як суму одержаних добутків згідно формули

Текст

Спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення за методом зрівноваження, у якому формують компенсуючу напругу UK шляхом зміни заряду на нагромаджувальному конденсаторі і який полягає утому, що до початку перетворення нагромаджують заряд до одержання відповідної йому компенсуючої напруги UK, рівної заданому рівню еталонної напруги Uo, змінюють цей заряд в процесі перетворення періодично повторюваними дозованими кількостями електрики до моменту переходу відповідної йому компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу та підраховують число дозувань, який відрізняється тим, що розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, вибирають значення ваги v c с-піддіапазону згідно формули де а будь-яке додатне число, яке задають більшим одиниці, m - номер останнього піддіапазону, задають значення коефіцієнта С,с, що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому с-піддіапазоні, згідно формули U = ех вх mm [_n BX mm І ПрИ Виборі Uo > U E Un Р або (-1)° vcuBX min L n UBXm a x п р и виборі Uo (5 - 6) х/Т = 50 - 60, а на другому піддіапазоні суттєво залежить від потрібної точності N a = 20 для 5х = 1,0%, N a = 28 для 5х = 0,5% і т д Тому для забезпечення похибки перетворення 5 т меншої 1,0% потрібний час перетворення більший 80Т Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого способу є спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення по методу зрівноваження, в якому формують компенсуючу напругу UK шляхом зміни заряду на накопичуючому конденсаторі і який полягає у т о м у , що до початку перетворення накопичують заряд до одержання відповідної йому компенсуючої напруги UK, рівної заданому рівню еталонної напруги U o , змінюють цей заряд в процесі перетворення періодично повторюваними дозованими кількостями електрики до моменту переходу відповідної йому компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу та підраховують число дозувань (а с СРСР - 949663 по М кл G06G7/24 за 1982 р ) Недолік цього способу - відносно великий час перетворення, оскільки результат визначають шляхом послідовної лічби числа дозувань Так, для забезпечення похибки перетворення 0,2% чи 0 , 1 % потрібний час перетворення ВІДПОВІДНО 500Т чи 1000Т В основу винаходу покладено завдання створити спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення, в якому введення нових операцій, зокрема, розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, вибирають значення ваги v c с-піддіапазону, задають значення коефіцієнта С,с що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому с-піддіапазоні, проводять перехід на наступний піддіапазон в момент переходу ВІДПОВІДНОГО заряду рівня компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу U BX , на кожному піддіапазоні підраховують число дозувань п с і добуток числа дозувань на вагу цього піддіапазону, а результат перетворення визначають як суму одержаних добутків, забезпечує підвищення точності та швидкодії перетворення і за рахунок цього появляється можливість виготовити логарифмічні аналогоцифрові перетворювачі підвищеної точності, на ос нові яких можуть бути виготовлені нові прецизійні прилади та системи, наприклад, лічильники електроенергії, ватметри, обчислювальні засоби й ІНШІ Поставлене завдання вирішується тим, що в способі логарифмічного аналого-цифрового перетворення по методу зрівноваження, в якому формують компенсуючу напругу UK шляхом зміни заряду на накопичуючому конденсаторі і який полягає у т о м у , що до початку перетворення накопичують заряд до одержання відповідної йому компенсуючої напруги UK, рівної заданому рівню еталонної напруги U o , змінюють цей заряд в процесі перетворення періодично повторюваними дозованими кількостями електрики до моменту переходу відповідної йому компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу та підраховують число дозувань, розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, вибирають значення ваги v c с-піддіапазону згідно формули (1) v , =а" де а - будь-яке додатне число, яке задають більшим одиниці, і m - номер останнього піддіапазону, задають значення коефіцієнта С,с, що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому с-піддіапазоні, згідно формули min Ln U B X m i n и П РИ або (2) min Сс = ехр Ln UBX U max Іп р и проводять перехід на наступний піддіапазон в момент переходу ВІДПОВІДНОГО заряду рівня компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу, на кожному піддіапазоні підраховують число дозувань п с і добуток числа дозувань на вагу цього піддіапазону, а результат перетворення визначають як суму одержаних добутків згідно формули N m ,с-1 rvv c с v (3) с=1 Поставлене завдання вирішується також тим, що в способі логарифмічного аналогоцифрового перетворення по методі зрівноваження, в якому формують компенсуючу напругу UK шляхом зміни заряду на накопичуючому конденсаторі і який полягає у тому, що до початку перетворення накопичують заряд до одержання відповідної йому компенсуючої напруги UK, рівної заданому рівню еталонної напруги Uo, змінюють цей заряд в процесі перетворення періодично повторюваними дозованими кількостями електрики до моменту переходу відповідної йому компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу та підраховують число дозувань, розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, вибирають значення ваги vc с-піддіапазону згідно формули 43364 = a" де а - будь-яке додатне число, яке задають більшим одиниці, і m - номер останнього піддіапазону, задають значення коефіцієнта С,с, що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому спіддіапазоні, згідно формули Ln = exp UB при виборі Uo > або фіг 3 - функціональна схема формувача імпульсів по фронті та зрізі Приклад 1. Суть запропонованого у п 1 способу логарифмічного аналого-цифрового перетворення полягає у наступному Розбивають діапазон перетворення на т тддіапазонів і шляхом зміни заряду конденсаторів дозованими кількостями електрики формують компенсаційну напругу UK на кожному с-піддіапазоні (UKC) ПО показниковому законі (6) (4) - exp V ° UB Ln при виборі Uo < проводять перехід на наступний піддіапазон в момент переходу ВІДПОВІДНОГО заряду рівня компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу, на кожному піддіапазоні підраховують число дозувань п с і добуток числа дозувань на вагу цього піддіапазону, а результат перетворення визначають як суму одержаних добутків згідно формули N=£(nc-T)v( (5) Використання нових операцій, зокрема те, що розбивають діапазон перетворення на піддіапазони, проводять перехід на наступний піддіапазон в момент переходу ВІДПОВІДНОГО заряду рівня компенсуючої напруги UK через рівень вхідного сигналу, на кожному піддіапазоні підраховують число дозувань пс і добуток числа дозувань на вагу цього піддіапазону, а результат перетворення визначають як алгебраїчну суму одержаних добутків, приводить до зменшення похибки квантування на кожному наступному піддіапазоні і за рахунок цього значно збільшується точність перетворення, а те, що вибирають значення ваги vc кожного спіддіапазону і задають значення коефіцієнта С,с, який визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому с-піддіапазоні, приводить до зменшення числа тактів перетворення і тим самим значно збільшується швидкодія Наприклад, перетворюючи вхідний сигнал, який змінюється від 1 мВ до 10 В, використовуючи опорну напругу 10В і 3-й піддіапазони, вибравши ВІДПОВІДНО ваги vc піддіапазонів рівними 100, 10, 1 і задавши значення коефіцієнтів С,с, що задають дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на кожному піддіапазоні, ВІДПОВІДНО 0,9120108, 1,009252, 0,9990794 (а також 0,9120108, 0,9908320, 0,9990794), можна забезпечити похибку перетворення не більше 0,1% при часі перетворення рівному ЗО Тг (при цій же точності у прототипі час перетворення був би 1000 Тг, а у вище описаного аналога вже при похибці перетворення 0,5% час перетворення перевищував би 100 Тг і зі зменшенням похибки збільшувався На фіг 1 і фіг 2 приведені функціональні схеми логарифмічних аналого-цифрових перетворювачів, ілюструючих запропонований спосіб, на де п с - число дозувань на с-піддіапазоні, С,с - коефіцієнт, що визначає значення дозованих кількостей електрики на с-піддіапазоні, Unc - початкове значення напруги на с-піддіапазоні На кожному піддіапазоні компенсаційну напругу змінюють від початкового рівня Unc до моменту переходу и через рівень вхідного сигналу, причому початкове значення Unc на с-піддіапазоні задають рівним останньому значенню компенсаційної напруги на попередньому піддіапазоні (UKC І), а на першому піддіапазоні задають Unc = U0 Число дозувань на с-піддіапазоні пропорційне логарифму вхідної напруги 1 , U BX вх Log с Log UПс U) Результат перетворення на с-піддіапазоні знаходять як добуток числа дозувань пс на вагу цього піддіапазону vc Nc = (8) Абсолютна похибка перетворення на с-піддіапазоні рівна різниці між останнім рівнем компенсаційної напруги і вхідним сигналом Де = UKC (9) " UF Цю похибку компенсують на наступному піддіапазоні Для цього на наступному піддіапазоні шляхом ВІДПОВІДНОГО вибору С,с зменшують значення дозованих кількостей електрики і змінюють напрям розготки компенсаційної напруги на протилежний (із спадної на наростаючу або навпаки, при С,с 1 розгортка наростаюча) Остаточно, результат перетворення рівний різниці проміжних результатів перетворення на парних і непарних піддіапазонах (наприклад, для чотирьох піддіапазонів) N = n-|Vi - n2V2 + ПзУз - n4V4, а абсолютна похибка перетворення рівна різниці між останнім рівнем компенсаційної напруги на останньому m-піддіапазоні та вхідним сигналом Д = Д т = UKm UBX 43364 Збільшуючи вагу піддіапазону vc і задаючи значення коефіцієнта С,с, який задає значення дозованих кількостей електрики на піддіапазоні, зменшують число дозувань пс, тобто підвищують швидкодію логарифмічних аналого-цифрових перетворювачів Збільшуючи число піддіапазонів, збільшують точність перетворення Визначають логарифм вхідної напруги за допомогою функціональної схеми (фіг 1), що містить компаратор 1, блок 2 формування показникової функції, джерело 3 опорної напруги, блок 4 керування, лічильник 5 результату, інформаційний вхід 6, який об'єднаний з першим входом компаратора 1, і вхід запуску 7 перетворювача, причому блок 2 формування показникової функції виконаний на тригері 8, п'яти ключах 9-13, двох накопичуючих конденсаторах 14 і 15, буферному підсилювачі 16, вихід якого є виходом блоку 2 формування показникової функції, інвертуючому підсилювачі 17, групі 18 масштабних перетворювачів, групі 19 ключів, інформаційні входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів масштабних перетворювачів групи 18 і виходи - об'єднані, другий вхід компаратора 1 об'єднаний з виходом блоку 2 формування показникової функції, тактовим входом якого є лічильний вхід тригера 8, блок 4 керування виконаний на одновібраторі 20, формувачі 21 імпульсів по фронті та зрізі, регістрі 22 зсуву, формувачі 23 імпульсних послідовностей, помножувачі 24, елементі НЕ 25, елементі І 26, причому формувач 23 імпульсних послідовностей виконаний на генераторі 28 і групі 29 ДІЛЬНИКІВ частоти, а помножувач 24 - на групі ЗО елементів І та двох елементах АБО 31 і 32, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до входів додавання та віднімання лічильника 5 результату, вхід скидання якого об'єднаний з входом установки регістра 22 і входом запуску блоку 2 формування показникової функції, який об'єднаний з управляючим входом ключа 9 і R-входом тригера 8, вхід одновібратора 20 об'єднаний з входом 7 запуску перетворювача Формувач 21 імпульсів по фронті та зрізі виконаний, наприклад (фіг 3), на двох елементах НЕ 37 і 39, елементі 38 затримки, двох елементах І 40 і 41, елементі АБО 42 і тактованому заднім фронтом D-тригері 43 Нехай потрібно перетворити вхідний сигнал ивх, ЩО ЗМІНЮЄТЬСЯ ВІД 1 мВ до 10В Вибирають значення опорної напруги Uo > UBX, нехай Uo = 10В, і розбивають діапазон перетворення, наприклад, на чотири піддіапазони Вибравши (для зручності представлення результату в десятковій системі числення) а = 10, згідно формули (1) вибирають значення ваг vi = 1 0 3 , v 2 = 102, v 3 = 101 і v 4 = 10° Задають значення коефіцієнта С,с, що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому с-піддіапазоні, згідно формули (2) для U o > U BX = ехР (-1)C"1VQUB -Ln тобто Сі = 0,3981072, L,2 = 1,096478, Сз = = 0,99083201 C4= 1,000921 У свою чергу, значення С,с рівне коефіцієнту передачі напруги ВІДПОВІДНО С-ГО масштабного перетворювача групи 18, тобто відношенню опору від'ємного зворотного зв'язку до опору на вході сго масштабного перетворювача групи 18, якщо останній виконано на операційному підсилювачі Так як ваги v вибрані кратними десяти, то дільниками частоти групи 29 будуть десяткові лічильники Лічильник 5 результату - реверсивний, наприклад К155ИЕ6, працюючий на додавання при подачі на вхід віднімання " - 1 " логічної одиниці та працюючий на віднімання при подачі на вхід додавання "+1" логічної одиниці (при цьому підраховувані імпульси подають ВІДПОВІДНО на вхід потрібної операції} Запропонований спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення реалізують за допомогою схеми фіг 1 наступним чином При подачі імпульса "Пуск" на вхід 7 запуску перетворювача одновібратор 20 виробляє імпульс, яким лічильник 5 результату скидається в нуль, тригер 8 установлюється в стан логічного нуля на прямому виході, ключ 9 замикається і конденсатор 14 заряджається до рівня напруги (Uo) джерела 3, регістр 22 зсуву установлюється в стан логічної одиниці на першому виході (ІНШІ ВИХОДИ скидаються при цьому в нуль), яка замикає перший ключ групи 19 і дозволяє (при наявності тактового імпульса, тобто імпульса на останньому виході формувача 23) проходження імпульсів з першого виходу формувача 23 імпульсних послідовностей через перший елемент І групи ЗО, тобто включає перший піддіапазон Аналогічно логічна одиниця на другому, третьому і інших виходах регістра 22 зсуву включить другий, третій і ІНШІ піддіапазони Напруга на накопичуючому конденсаторі 14 передається через послідовно з'єднані ключ 10 і буферний підсилювач 16 на вихід блоку 2 формування показникової функції і другий вхід компаратора 1, яким порівнюється з вхідним сигналом, прикладеним до входу 6 перетворювача Крім того, рівень напруги з виходу буферного підсилювача 16, тобто з виходу блоку 2 формування показникової функції, подається через послідовно з'єднані інвертуючий підсилювач 17, перший масштабний перетворювач групи 18, перший ключ групи 19 і ключ 12 на другий накопичуючий конденсатор 15, рівень напруги на якому приймає значення Ui = и 0 Сі До цього рівня напруги (U-i) заряджається протягом дії імпульса одновібратора 20 другий накопичуючий конденсатор 15 Зауважимо, що в процесі перетворення на виході блоку 2 формують показниково змінну напругу, пропорційну заряду конденсаторів 14 і 15, шляхом заряду конденсаторів дозованими кількостями електрики Значення доз електрики задають коефіцієнтом С, Коли до виходу блока 2 підключений через буферний підсилювач 16 один конден 43364 сатор, то на другому конденсаторі заряд змінюється в С, раз порівняно із зарядом першого Після закінчення імпульса на виході одновібратора 20 починається перетворення на першому піддіапазоні Тактові імпульси перемикають ВІДПОВІДНО КЛЮЧІ 10-13, змінюючи заряд накопичуючих конденсаторів 14 і 15, в результаті чого напруги на конденсаторах, а, отже, і напруга на виході блоку 2 формування показникової функції, зменшуються дискретними рівнями, коли остання перейде через рівень вхідного сигналу UBX, спрацьовує компаратор 1 і перемикає регістр 22 зсуву у стан логічної одиниці на другому виході, тобто здійснюється перехід на другий піддіапазон Число дозувань на першому піддіапазоні ги, - воно ж число згаданих рівнів напруги на виході блоку 2 формування показникової функції, - рівне числу імпульсів, поданих на тактовий вхід блоку 2 формування показникової функції від початку розряду конденсаторів до моменту спрацювання компаратора 1 1 Пі = U , BX вх Log U, Після ГИ тактових імпульсів на виході блоку 2 формування показникової функції установиться напруга AUi= діапазон (логічна одиниця на третьому виході 35 регістра 22 зсуву) 1 П2 = ПІСЛЯ п 2 дозувань напруга на виході блоку 2 формування показникової функції і м приріст ди2= с 2 П 2 " 1 *СС2-1) Оскільки 'QI > 1, то приріст напруги ДІІ 2 , що відповідає накопиченню (збільшенню) заряду на конденсаторах 14 і 15, є додатнім, тобто на другому піддіапазоні має місце наростаюча розгортка напруги по закону показникової функції 'cj' За допомогою помножувача 24 (другий елемент І групи ЗО) множать число дозувань п 2 на вагу v2 другого піддіапазону, яка є рівною числу імпульсів на другому виході формувача 23 імпульсних послідовностей N2 = n2v2 або Ur Сі' і м приріст складатиме Як видно з перед останнього виразу на першому піддіапазоні має місце затухаюча, - так як £і UBX, наприклад 10В і розбивають діапазон перетворення на чотири піддіапазони Вибравши (для зручності представлення результату в десятковій системі числення) а = 10, згідно формули (1) вибирають значення ваг vi = 1 0 3 , v 2 = 1 0 2 , v 3 = 1 0 1 і v 4 = 1 0 ° Задають значення коефіцієнта С,с, що визначає дозовані КІЛЬКОСТІ електрики на будь-якому спіддіапазоні, згідно формули ь= H) c v c u B -Ln Un тобто Сі = 0,3981072, t,2 = 0,9120108, Сз = 0,9908320 і С4 = 0,9990794 У свою чергу, значення С,с рівне відношенню опору від'ємного зворотного зв'язку до опору на вході ВІДПОВІДНОГО с-го масштабного перетворювача групи 18, виконаного, наприклад, на операційному підсилювачі Якщо прийняти десяткову основу логарифмів, то дільники частоти групи 29 будуть десятковими лічильниками Лічильник 5 результату - не реверсивний, наприклад К155ИЕ2 Запропонований спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення реалізується за допомогою схеми фіг 2 наступним чином При подачі імпульса "Пуск" на вхід запуску 7 перетворювача одновібратор 20 виробляє імпульс, яким лічильник 5 результату скидається в нуль, тригер 8 установлюється в стан логічного нуля на прямому виході, перший ключ 9 замикається і конденсатор 14 заряджається до рівня напруги (Uo) джерела 3, регістр 22 зсуву установлюється в стан логічної одиниці на першому виході (ІНШІ ВИХОДИ скидаються при цьому в нуль), яка замикає перший ключ групи 19 і дозволяє (при наявності тактового імпульса, тобто імпульса на останньому виході формувача 23 імпульсних послідовностей) проходження імпульсів з першого виходу формувача 23 імпульсних послідовностей через перший елемент І групи ЗО, тобто включає перший піддіапазон Аналогічно логічна одиниця на другому, третьому і інших виходах регістра 22 зсуву включить другий, третій і ІНШІ піддіапазони Напруга на накопичуючому конденсаторі 14 передається через ключ 10 на послідовно з'єднані буферний підсилювач 16, інвертуючий підсилювач 17, перший масштабний перетворювач групи 18 і перший ключ групи 19 на вихід блоку 2 формування показникової функції, рівень напруги на якому приймає значення Ui = U0C1 До цього рівня напруги (U-i) через ключ 12 заряджається протягом дії імпульса одновібратора 20 другий дозуючий конденсатор 15, тобто протягом дії імпульса одновібратора 20 здійснюється перше дозування на першому піддіапазоні Після закінчення імпульса на виході одновібратора 20 починається перетворення на першому піддіапазоні а) якщо на виході компаратора 1 рівень логічного нуля, то тактові імпульси проходять через елемент І 26 і перемикають ВІДПОВІДНО КЛЮЧІ 10 13, зменшуючи заряд накопичуючих конденсаторів 14 і 15, в результаті чого напруги на конденсаторах, а, отже, і напруга на виході блоку 2 формування показникової функції, зменшуються дискретними рівнями і, коли остання перейде через рівень вхідного сигналу UBX, спрацьовує компаратор 1 і перемикає регістр 22 зсуву у стан логічної одиниці на другому виході 34, тобто здійснюється перехід на другий піддіапазон, б) якщо на виході компаратора 1 рівень логічної одниниці, то тактовий імпульс не проходить через елемент І 26 на тактовий вхід блоку 2 формування показникової функції, а проходить через елемент І 27 і перекидає регістр 22 у стан логічної одиниці на другому виході 34, тобто здійснює перехід на другий піддіапазон Число дозувань на першому піддіапазоні п1, - воно ж число згаданих рівнів напруги на виході блоку 2 формування показникової функції, перевищує на одниницю число імпульсів, поданих на першому піддіапазоні на тактовий вхід блоку 2 формування показникової функції від початку розряду конденсаторів до моменту спрацювання компаратора 1, оскільки перше дозування було здійснене протягом дії імпульса одновібратора 20 U Пі = Кожен тактовий імпульс перекидає тригер 8 і ВІДПОВІДНО ключі 10-13 так, що нижчий рівень напруги на одному з конденсаторів 14 чи 15 виявляється підведеним до входів групи 18 масштабуючих перетворювачів і ВІДПОВІДНО на другому з конденсаторів 14 чи 15 і на виході блоку 2 формування показникової функції цей рівень зменшується у £і разів Коли спрацьовує компаратор 1, то на виході елемента НЕ 25 блоку 4 появляється логічний нуль, який забороняє проходження тактового імпульса через елемент І 26 на тригер 8 В результаті тригер 8 не перекидається і на входах групи 18 масштабних перетворювачів залишається попереднє значення напруги 43364 Таким чином, після закінчення перетворення на першому піддіапазоні на входах групи 18 масштабних перетворювачів буде напруга N= Ur Log і м приріст складатиме ди 1 1 = 2 С і " " * (Сі - 1 ) * и с Як видно з перед останнього виразу на першому піддіапазоні має місце затухаюча, - так як £і < 1, - розгортка напруги по закону показникок вої функції С,і За допомогою помножувача 24 (перший елемент І групи ЗО) множать число дозувань п-і-1 на вагу vi першого піддіапазону, рівну числу імпульсів на першому виході формувача 23 імпульсних послідовностей Цей добуток записується в лічильнику 5 результату N = (пі -1) vi або N= V Log 1 U Після спрацювання компаратора 1 на першому піддіапазоні логічна одиниця на його виході дозволяє проходження тактового імпульсу через елемент І 27 на тактовий вхід регістра 22 зсуву, тактованого заднім фронтом Тому заднім фронтом тактового імпульса, що пройшов через елемент І 27, регістр 22 зсуву переключиться у стан логічної одиниці на другому 34 виході Перетворення на другому піддіапазоні починається з першим же тактовим імпульсом після появи логічної одиниці на другому 34 виході регістра 22 зсуву Перетворення на другому, третьому та четвертому піддіапазонах проводять аналогічно Остаточно, після закінчення перетворення в лічильнику 5 результату буде записаний логарифм N вхідного сигналу UBX (для чотирьох піддіапазонів) N= (nі-1) vi + (n2-1) v 2 + (n3-1)v3-(n4-1)v4 або U, -1 -1 + v2 Log -1 Log С 2 + Log + -1 У даному прикладі для зручності сприйняття результату перетворення людиною була вибрана десяткова система числення, тобто лічильник 5 результату - десятковий (чотирирозрядний) і ваги 3 піддіапазонів v кратні 10, зокрема vi =10 , V2 = 2 1 10 , V3=10 і V4 = 10°, причому коефіцієнти £;, які задають значення дозованих кількостей електрики на піддіапазонах, були задані ВІДПОВІДНО £І = 0,3981072, С = 0,9120108, Сз = 0,9908320 і ^А = 2 0,9990794 При цьому похибка квантування не перевищує одиниці молодшого розряду, тобто рівна 0,01%, а час перетворення не перевищує 40 періодів тактової частоти, тобто 40 Т Більш ДОЦІЛЬНИМ був би вибір шістнадцятковоі системи числення, що не тільки спростило б машинну обробку результатів, але і зумовило б підвищення точності (при цьому ж числі розрядів лічильника результату) Приведена в даному прикладі схема перетворювача, реалізуючого запропонований спосіб (фіг 2), легко переводиться на роботу при шіснадцятковій системі числення Для цього достатньо замість десяткових ЛІЧИЛЬНИКІВ у дільниках частоти групи 24 і в лічильнику 5 результату (інтегральні схеми типу К155ИЕ2) використати ДВІЙКОВІ лічильники (К155ИЕ5), при цьому навіть зберігаються конструктиви, так як цоколівки замінюваних схем співпадають При такій заміні дещо зменшується швидкодія (в 1,6 раза), але суттєво (в 5 разів) підвищується точність в порівнянні з перетворювачем, працюючим в десятковій системі числення (при цім же числі розрядів вихідного коду, - 4 в наведеному прикладі) При необхідності зменшення похибки квантування треба збільшити число піддіапазонів, наростивши ВІДПОВІДНО у схемі фіг 2 (наведеній для чотирьох піддіапазонів) КІЛЬКІСТЬ ВИХОДІВ регістра 22 зсуву та КІЛЬКІСТЬ елементів груп 18, 19, 29 і ЗО, вибір значень ваг піддіапазонів v і коефіцієнтів £;, а також робота схеми при цьому очевидні з даного опису 43364 Фиг. 1 I 2 43364 Фиг. 2 40 21 42 43 ВХІД 6—*— с ЗУ 41 1 о С Фиг. 3 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3-72-89 (03122) 2-57-03 10 D ВИХІД 43364 11

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Mychuda Zynovii Romanovych

Автори російською

Мичуда Зиновий Романович

МПК / Мітки

МПК: G06G 7/24

Мітки: аналого-цифрового, перетворення, спосіб, логарифмічного

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-43364-sposib-logarifmichnogo-analogo-cifrovogo-peretvorennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб логарифмічного аналого-цифрового перетворення</a>

Подібні патенти