Різнично-логарифмічний перетворювач

пи Союз Советских Социалистических Республик ЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22)3аявлено 20.03,79 с присоединением заявки № Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет * Дата опубликования описания (71) Заявитель G 06 G 7/24 Опубликовано 23,1130.Бюллетень № 43 (72) Авторы изобретения . Кл. 3 (21)2741612/18-24 (53) УДК 6 8 1 . 3 3 5 . 2 3.1*1,80 .813(088.8) В .В, Спиридонов и А.И. Чепыженко Специальное конструкторско-технологическоє бюро Морского гидрофизического института АН СССР (54) РАЗНОСТНО-ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности в гидрооптических измерителях. Известно логарифмическое устрой5 ство, использующее вольтамперную характеристику нелинейных элементов, кусочно-линейную аппроксимацию и времяимпульсный метод сравнения постоянного входного измеряемого напря- 10 жения с опорным экспоненциальным напряжением., В частности, устройства для измерения логарифма отношения * двух величин обеспечивает непосредст-* венное получение логарифма отношения 15 амплитуд двух напряжений параллельно одному и тому же диоду [11. Однако вследствие отключения вольтамперной характеристики диода от логарифмической, индивидуального разброса параметров диода, а также температурной нестабильности характеристики приведенная погрешность этого устройства составляет 5 - 7 % . Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство определения отношения напряжений с логарифмическим выходным сигналом, состоящее из двух схем сгр&вцения-, г е нератора экспоненциального- напряже ния, мультивибратора, логической схемы, источника тактовых импульсов( вентиля и схемы сравнения знаков, причем выход мультивибратора подключен ко входу генератора экспоненциального напряжения, выход которого подключен ко входам двух схем сравнения. Выходы схем сравнения подключены ко входам логической схемы и схемы сравнения знаков. Напряжение входного сигнала и регулируемое напряжение опорного сигнала сравнивается на компараторах с экспоненциальным сигналом. Логическая схема формирует выходной импульс, длительность которого пропорциональна десятичному или натуральному логарифму отношения входного сигнала к опорному сигналуГ2], Недостаток этого устройства - различные температурные и временные коэффициенты, а также нестабильность источников опорного и входного сигналов, приводящие к увєлЕіченшо погрешности измерения и к уменьшению быстродействия и стабильности. Цель изобретения - увеличение быстродействия и уменьшения погрешности, 781836 Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство раз-. ноетно-логарифмический преобразователь , состоящий из генератора экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразователя, введены аналоговый коммутатор, разделительный конденсатор и усилительограничитель, причем первый выход аналогового коммутатора через разделительный конденсатор соединен с усилителем-ограничителем, второй выход аналогового коммутатора соединен с входом генератора экспоненты, третий выход аналогового коммутатора соединен со вторым входом первого коммутатора, выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго компаратора. На фиг, 1 представлена функциональная схема разностно-логарифмического преобразователя; на фиг, 2 эпюры напряжений на выходе блоков. Устройство содержит аналоговый коммутатор 1, разделительный конденсатор 2, инвертирующий усилительограничитель 3, первый и второй компараторы 4 и 5,генератор 6 экспоненты, вычитающее устройство 7, Входной двухуровневый сигнал аналоговым коммутатором 1 разделяется на два противофазных сигнала, один из которых синфазный с опорным сигналом генератора G экспоненты поступает на компаратор 3, а второй сигнал - противофазный первому через разделительный конденсатор 2, который исключает постоянную составляющую, поступает на инвертирующий усилительограничитель 3, выходной сигнал которого подается на компаратор 5, На вторые входы компараторов 4 и 5 с генератора 6 экспоненты подается опорное напряжение, обеспечивающее дологарифмирование, Генератор 6 экспоненты синхронизируется частотой входного сигнала. Величина конденсатора 2 выбирается из условия необходимого быстродействия. Инвертирующий усилитель-ограничитель формирует сигнал равный по амплитуде и противофазный сигналу на входе разделительного конденсатора. На фиг. 2 представлены эпюры напряжений, где H B i f - входной двухуравненный сигнал; ИВ Ы 1 1 , а - выходной сигнал с первого выхода коммутатора напряжения 1; ИВь,,, ( g - выходной сигнал со второго выхода ком* мутатора напряжения 1; И В ь и 2 - выходной сигнал после разделительного конденсатора 2; И 6 Ы х ^ - выходной сигнал инвертирующего усилителяограничителя 3 ; И выи £ - выходной Ю сигнал генератора 6 экспоненты; и & ы х 4 ~ выходной сигнал компаратора 4» ИВЬ ц*• - выходной сигнал компаратора 5; Иаы*> - выходной сигнал преобразователя. 15 Предлагаемая схема обеспечивает Сыстродейтсвие логарифмического (устройства с постоянной времени 2*10 с, точность и стабильность 2Q логарифмирования двухуровневого входного сигнала £ 1%. Формула изобретения 25 30 35 дл 45 50 t Разноетно-логарифмический преобразователь , содержащий генератор экспоненты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов,выходы которых подключены к соответствующим входам вычитающего устройства, выход которого является выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения погрешности, в него введены аналоговый коммутатор, усилитель-ограничитель и разделительный конденсатор, причем первый выход аналогового коммутатора через раэделителькый конденсатор соединен с усилителем-ограничителем, второй выход аналогового коммутатора соединен с входом генератора экспоненты^ третий выход аналогового коммутатора соединен со вторым входом первого компаратора, выход усилителя-ограничнтеля соединен со вторым входом второго компаратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СШЬ » 3482115, кл. G 06 G 7/20, опублик. 1969. 2. Патент C m » 3691473, кл, G 06 G 7/24, опублик. 1972 (прототип). 781836 Фае./ Время U измеряемое (I опорное Г Время L Время Время ОВыв — Время Шмб g I J Xбш L L Г Врет Г Врет Фыг.1 ВНИИПИ Заказ 8142/55 Тираж 751 Подписное Филиал ПШ1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная г 4