Устройство преобразования напряжения в код

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащее блок управления, первый счетчик, генератор импульсов и преобразователь напряжения в частоту, йервый вход которого Соединен с-входной шиной, отлич ающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и сокращения времени преобразования , введены второй счетчик, компаратор кодов, реверсивный счетчик и делитель частоты, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту , а выход старшего разряда через первый счетчик соединен с первым входом компаратора кодов, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выходы соединены соответственно с суммир}гк

СОЮЗ COBETCHHX

ИШЮ

РЕСПУБЛИК

09) 01) У5)) Н 03 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 — — 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3009854/18-21 (22) 01.12 ° 80 (46) 07.04.83.. Бюл. )) 13 .. (72) В.Т.Диденко. (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналого-цифровые цреобразователи. М., "Советское радио -, 1980, с. 170171, рис. 7 7а.

2." Прянишников В.А ° Интегриру" ющие цифровые вольтметры постоянного тока. Л., "Энергия", 1976, с. 25, рис. 1-9. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащее блок управления, первый счетчик, генератор импульсов и преобразователь напряжения в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и сокращения времени преобразования, введены второй счетчик, компаратор. кодов, реверсивный счет-. чик и делитель частоты, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход старшего разряда через первый счетчик соединен с первым входом компаратора кодов, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выходы соединены соответственно с суммиру)ощим и вычитающим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетным входом второго счетчика, первым входом блока управления, вход установки нуля соединен с входами установки нуля делителя частоты, первого и второго счетчиков и первым выходом блока управления, вход разрешения в

И счета соединен с входами разрешения счета делителя частоты, второго счетчика, с вторым входом преобразователя напряжения в частоту и с вторым выходом блока управления, выходыс входами установки коэффициента деления делителя частоты, а,второй .вход блока управления соединен с ши- > ной "Сеть". CO

1010722

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах аналого-цифрового преобразования.

Известен частотно-импульсный преобразователь, в котором происходит формирование опорного временного интервала, равномерного времени преобразования, и,формирование кода в течение сформированного временного интервала (1 J. 10

Недостатком указанного устройства является трудность синхронизации времени преобразования с периодом помехи при условии созранения постоянства показаний отсчета, так как 15 одновременно с интервалом интегрирования необходимо изменять крутизну преобразования напряжения в частоту, что ограничивает предел коэффициента подавления сетевых помех на уровне 30-40 дБ при колебании частоты сети.

Известен цифровой вольтметр, со держащий, входное устройство, источник опорного напряжения, преобразователь напряжения в частоту, детектор нулевого уровня, блок управления, генератор счетных импульсов, ключи, счетчик, дешифратор, блок индикации и связи между ними (2). 0

Недостатком известного устройства является трудность синхронизации времени преобразования с периодом помехи, результатом чего является низкий коэффициент подавления сетевых помех, который при длительности

35 преобразования в 1 с и более находится на уровне 50 ДБ.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и сокращение времени преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее блок управления, первый счетчик, генератор импульсов и преобра- 45 зователь напряжения в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной, введены второй счетчик, компаратор кодов, реверсивный счетчик и делитель частоты, счетный вход 50 которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход старшего разряда через первый счетчик соединен с первым входом компаратора кодов, второй вход кото- 55 рого соединен с выходом второго счетчика, а выходы соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетный вход второго счетчика, первым входом блока управления, вход установки нуля соединен с входами установки нуля делителя частоты, первого и второго счетчиков и первым выходом блока управ- 65 ления, вход разрешения счета соединен с входами разрешения счета делителя частоты, второго счетчика, с вторым входом преобразователя напряжения в частоту и с вторым выходом блока управления, выходы — c входами установки коэффициента деления делителя частоты, а второй вход блока управления соединен с шиной "Сеть".

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения в частоту, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, первый счетчик 3, компаратор 4 кодов, второй счетчик

5, реверсивный счетчик б, блок 7 управления и генератор 8 импульсов.

Первый вход преобразователя 1 на пряжения в частоту соединен с входной шиной, а выход — с счетным входом делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления.

Выход старшего разряда ДЕлителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с счетным входом первого счетчика 3, а входы установки коэффициента деления делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления соединены с соответствующими входными цепями разрядов реверсивного счетчика б. Выходы разрядов первого счетчика 3 соединены с соответствующими первыми входами разрядных цепей компаратора 4 кодов, а выходы разрядов второго счетчика 5 соединены с вторыми входами разрядных цепей компаратора кодов 4. Выход компаратора 4 кодов соединен с управляющими входами реверса реверсивного счетчика б. Счетные входы реверсивного счетчика б, второго счетчика 5 и первый вход блока 7 управления соединены с выходом генератора

8 импульсов, второй вход блока 7 управления .соединен с шиной сигнала помехи "Сеть". Входы установки "0" ,целителя 2„ реверсивного счетчика б, первого 3 и второго 5 счетчиков подключены к первому выходу блока 7 управления. Второй вход преобразователя

1 напряжения в частоту соединен с входами разрешения счета делителя 2, реверсивного счетчика б, второго счетчика 5 и подключен к второму выходу — шине 9 "Пуск-останов" блока

7 управления.

Входной сигнал 0< поступает на вход преобразователя 1 напряжения в частоту, на выходе которого формируется последовательность импульсов, следующая с частотой и . На выходе всего устройства формируется код N, пропорциональный входному сигналу Ь ..

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени при ere включении в блоке 7 управлейия фор1010722

Тираж 34

ВНИИПИ Заказ 2503/43

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мируется импульс установки "0". При этом устанавливаются в исходное состояние делитель 2, первый счетчик

3, второй счптчик 5 и реверсивный счетчик 6. Одновременно с импульсом установки нуля формируется сигнал

"Запрет-останов"-, подготавливающий времязадающие цепи преобразователя

1 напряжения в частоту к работе и блокирующий счетные входы делителя

2 частоты с переменным коэффициентом 10 деления, второго счетчика 5 и реверсивного счетчика 6.

По команде "Начало преобразования" в блоке 7 управления кратковременно вырабатывается импульс установки нуля и сигнал "Запрет-останов", в момент перехода напряжения помехи через "Ноль" на втором выходе блока 7 управления: формируется сигнал "Раз-. решение-пуск", снимающий блокировку с счетных входов делителя 2, второго. счетчика 5 и реверсивного счетчика 6..

При этом на выходе преобразователя 1 напряжения в частоту формируется частота f, пропорциональная вход-;. ному сигналу0 . На выходе делителя

2 формируются импульсы, следующие с частотой преобразования Й„ =

fc где код Бс задается разрядN ной сеткой реверсивного счетчика 6, который после обнуления начинает заполнять свою разрядную сетку импульаами эталонной частоты Г поступаю@ими с выхода генератора 8 импульсов.. Одновременно начинает заполняться разрядная сетка первого счетчика 3 импульсами, следующими с частотой и поступающими с выхода

Nñ делителя 2 частоты, изменяя на вы- 40 ходе первого счетчика 3 код в масш-. табе текущего времени по закону

fñ. с — Параллельно заполняются разряды второго счетчика 5 импульсами 45 эталонной частоты, поступающими с выхода генератора 8 импульсов. Прй этом код второго счетчика 5 меняется в масштабе текущего времени по закону зт„. ° 50

Коды с выходом первого счетчика 3 и второго счетчика 5 сравниваются компаратором 4, который на своем выходе вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика б ° с

При — t ) fз-щ .t на выходе ком паратора кода 4 формируется сигнал

+ (счет вперед ). При Й зт " на выходе компаратора кода 4 фор мируется сигнал †.(счет назад ).

Таким образом, реверсивный счетчик б кодом своей разрядной. сетки устанавливает коэффициент деления делителя 2 частоты так, что на выходе первого 3 и второго 5 счетчиков формируется равенство, Nc/f .t. =f .1 =И- .

По команде "Конец преобразования" на втором выходе блока 7 управления формируется сигнал "Останов" синхронно с концом периода помехи. При этом разрядной сеткой реверсивного счетчика зафиксируется код Ие, пропорциональный входному сигналу Uz.

С приходом очередной команды "Начало преобразования" цикл преобразования напряжения в код повторится.

Разрядная сетка делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления определяется из условия максимального коэффициента деления, обеспечивающего нужную точность преобразования.

« д, "пах с гпах=

3Th

Диапазон преобразования устройства определяется максимальной дивиа-, цией частоты преобразователя 1 напряжения в частоту и разрядной сеткой реверсивного счетчика 6, задающего коэффициент деления делителя 2 част.оты.

При входном сигнале О щ,-п = 0 минимальная частота преобразования равна йс„,„.г, = ГÇThи коэфФициент деления делителя 2 частоты равен 1 что в прямом преобразовании0с К

N< соответствует частоте f „,„-, %

С1л1Р 3ТЛ

При этом предлагаемое устройство исключает необходимость смещения частоты преобразователя1 напряжения в частоту относительно истинного или условного ее нуля, так как это выполняется автоматически условием

fcrnin = и т,,что эквивалентно неограниченно низкой начальной частоте преобразования.

Верхняя граница диапазона преоб разования определяется максимальной частотой: формирования импульсов преобразователя 1 напряжения в частоту и,„арто в прямом преобразоМ- ( ванииU f - N соответствует час-.

TOTE f = СЬ„ Х- f>T> H ОпреДЕляется разрядной. сеткой реверсивного счетчика б и максимальным значением коэффициента деления делителя частоты.