Логарифмический преобразователь

111) 528577

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1вз Свввтсикх

Социалистических

Ресаублик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 31.12.74 (21) 2090526124 (51) 1 1, 1хл, - 6 066 7 24 с присоединением заявки 1Хе

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень ¹ 34 (53) УДК Г)81.335(088.8) Дата опубликования описания 16.11.76 (72) Автор изобретения

С. P. Зиборов

Севастопольский приборостроительный институт (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

Изобретение относится к устройствам для логарифмического преобразования аналоговых сигналов и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике.

Известны логарифмические преобразователи, предназначенные для логарифмирования аналоговых сигналов. Эти преобразователи содержат управляемый делитель, блок логарифмирования и блок управления, в качестве которого использованы реле с различными порогами срабатывания (1). Однако включение блока управления в цепь входного сигнала снижает точность и сун ает динамический диапазон известного логарифмического преобразователя. Наиболее близким техническим решением к изобретению является логарифмический преобразователь, содержащий управляемый делитель, подключенный через блок логарифмирования к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, блок сравнения, присоединенный входом к выходу управляемого делителя, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам управляемого делителя и цифроаналогового преобразователя (2). 3ТОТ логарифмический преобразователь не позволяет логарифмировать сигналы, скорость изменения которых превышает скорость переключения управляемого делителя и цифроаналогового преобразователя, и воспроизводить логарифмическую характеристику с произвольным основанием логарифма. Кроме того, в преобразователе зlожет возникать режим циl,1ичсского переключения при выходе уровня входного сигнала за пределы динамического диапазона работы преобразователя. В резулыате сужа1Отс11 функциональныс возмо?1 ности логарифмического преобразователя.

10 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Ь описывасмом преобразователе это достигается тем, что в него введены блок стабилизации амплитуды, масштабные усилители и ключи, причем выход блока логарифмирования подключен ко входу блока стабилизации амплитуды, присоединенного выходом к входу цифроаналогового преобразователя и через первый масштабный усилитель — к третьему входу сум>g мат01за, и Выходх liOTOP010 пОДклlочсн ВТОР011 масштаоный усилитель, а входы блока управления подключены к выходам блока сравнения через ключи. управляющис входы которых присосдш1ены соотвстст1зеш|о к первому и

25 последнему выходам олока упра1злсния.

На:ертеже представлена функциональная схема описываемого преобразователя.

Он содержит управляемый делитель 1, блок логарифмирования 2, блок стабилизаци:1 ам30 плитуды 3, масштабный усилитель 4, цифро1

К, =1П где i = — l, 2... и — — номер ступени ослабления делителя 1;

m ) 1 — постоянная величина, равная отношению величин ослабления соседних ступеней делителя 1. аналоговый масштабный ключи 9 и 10

Делитель 1 коэффициент равным

3 преобразователь 5, сумматор 6, усилитель 7, блок сравнения 8, и О. о к у и р а l3. с ц и H 1 l . имеет и ступеней ослабления, передачи делителя 1 выбран

528577 (9) Усилитель 7 усиливает сигнал U< так, что амплитуда сигнала Е на его выходе равна

E,„= E I 1+ log„1

U,, l (10) 4

ГдЕ = 1, 2,... n — НОМЕР СтуПЕНИ СИГНаЛа Ugo

Сумматор 6 складывает сигналы U., U:„U-„ при этом амплитуда сигнала на его выходе с учетом уравнения (4) принимает вид

5 . Ен+ E„ logа Ен ()) log +

Н

+ E„1og,i> — E„ log,a + E„(i — 1) l og,т .=

E„(>+log, " log,!g

) Коэффициент передачи масштабного усилителя 4 выбран равным

log„—

a (2) (n — 1) 1og in

Блок управ. пения 11 имеет п устойчивых состояний.

Делитель 1 делит входной сигнал U так, что сигнал U. на его выходе равен

U„= т (4) Блок логарифмирования 2 логарифмирует сигнал U<, в результате амплитуда сигнала U» на его выходе связана с амплитудой сигнала

Ul соотношением

U„„=E„(1+ log, " l, (5) б где E„, U„„— величины амплитуд выходного и входного сигналов блока 2, соответствующие началу логарифмической характеристики.

Блок стабилизации амплитуды 3 поддерживает амплитуду сигнала Ug на своем выходе постоянной и равной

U„„= E„(n — 1) log,т (6) Усилитель 4 усиливает сигнал Ug, в результате амплитуда сигнала па его выходе равна

U„„= Е„1од, b а (7) Цифроаналоговый преобразователь 5 преобразует сигнал U> в ступенчатый сигнал с!5, амплитуда которого равна

U„„= E„(i — 1) log„„, (8) где а — основание логарифма амплитудной характеристики блока логарифмирования 2;

b — основание логарифма результирующей амплитудной характеристики логарифмического преобразователя.

Коэффициент передачи масштабного усилителя 7 выбран равным

К, = log,a. (3) блок 8 вырабатывает импульсы на входе ключа 9. Каждый из импульсов проходит через ключ 9 и переключает блок управления 11 в

З0 состояние, которому соответствует включение следующей меньшей ступени ослабления делителя 1 и следующей меньшей ступени сигнала U:. При этом сигнал U! увеличивается в т раз, а сигнал U-, уменьшается на величину

35 E„ log„m.

Аналогичные переключения происходят пока не окажется выполненным условие

U„(U„„(mU„, (12) 40 при котором блок сравнения 8 не вырабатывает импульсы и никаких переключений не происходит.

При включении ступени наименьшего ослабления делителя 1 ключ 9 закрывается и от45 ключает блок 8 от блока 11, предохраняя логарифмический преобразователь от циклического переключения при выполнении условия (11). В этом состоянии логарифмический преобразователь находится до тех пор, пока не

50 окажется выполненным условие

U,т) mU„, (13) при котором блок 8 вырабатывает импульсы на входе ключа 10. Каждый из импульсов про55 ходит через ключ 10 и переключает блок 11 в состояние, которому соответствует включение следующей большей ступени ослабления делителя 1 и формирование следующей большей ступени сигнала Uq. При этом сигнал U! умень60 шается в m раз, а амплитуда сигнала увеличивается на величину E„ log, m.

Аналогичные переключения происходят, пока не окажется выполненным условие (12).

При включении ступени наибольшего ослаб65 ления делителя 1 ключ 10 закрывается и отВключение требуемой ступени ослабления делителя 1 и формирование требуемой ступени сигнала U„- обеспечивается сигналами с

20 выходов блока управления 11.

Блок сравнения 8 сравнивает амплитуду с!!гнала U! с пороговыми значениями Ull » тУп, которые заданы в блоке 8.

При выполнении условия

U„„(U„ (11) 528577,Г 1

1 1

It (-: (|

I 1

7 . -о

Составитель И. Шелипова

Техред Е. Подурушина

Корректор A. Дзесова

Редактор Л. Тюрина

Заказ 9003 13 Изд. ¹ 1591 Тираж 864 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Со.!ета Миш стров СССР по делам изобретения и открыт:.и

113035, Москва, ОК-35, Ра .и!ск;I» иаб., д. 4,5

Типогпаф!и!, lI,» Сапунова, 2 ключает блок 8 от блока 11, предохраняя логарифми !сский преобразова ель от циклического переключения при выполнении условия (131. В этом состоянии логарифмический прсооразователь находится до тех пор, пока

lI0 окажетCJI BbIIIOo1H! IIHHIM условие (1) .

Далее работа логарифмического преобразоВателя происходит, как описано выше.

11аре!метры блока сравнения 8 выбраны так, что период вырабатываемых им импульсов 1О больше времени, необходимого для однократного переключения блока управления 11 и всех связанных с ним элементов.

При точной настройке элементов сигнал Е на выходе логарифмического преобразователя 15 пропорционален по амплитуде логарифму сигнала на его входе по основанию, которое отличается от основания логарифма амплитудой характеристики блока логарифмирования.

Введение новых элементов — блока стаби- 20I лизации амплитуды, масштабных усилителей и ключей — позволяет расширить частотный диапазон работы логарифми!еского преобразователя, повысить его универсальность и надежность, что значительно расширяет функ- 25 ционалы!ые возможности логарифмического преобразователя и область его применения.

Фор мула изобретения

Логарифмический преобразователь, содержащий управляемый делитель, подключенный чсрез блок логарифмирования к первому вхо,1,;, мматора, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразова"еля, блок сравнения, присоединенный входом к выходу управляемого делителя, блок управления, выходы которого подключены и управ..!>!!Ощ!!х! Входам управляемого делителя и цифроаналогового преобразователя, о т л ич а и шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены блок стабилизации амплитуды, масштабные усилители и ключи, пр!Вчем выход блока логарифмирования подключен ко входу блока стабилизации амплитуды, присоединенного выходом ко входу цифроаналогового преобразователя и через nepHhlll масштабный усили!ель к третьему входу сх мматора, к выходу которого подключен второй масштабный усилитель, а входы блока упр Вления подключpны к Выходoм блока сравнения Iepe3 кл!Очи, упраВляющие ВхОды которых присоединены соответственно и nepl0û и последнему выходам блока управлеIIii5I

Источники информации, принятые

Во внимание прп экспертизе:

1. Авт. св. № 139370, М. 1хл. - G 06G 7/24, 1961.

2. Авт. св. ¹ 426234, М. Ел.- аG 06G 7/24, 1974.