Устройство для преобразования напряжения в код

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ае 01) 3 Í 01 К 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И CRHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВЩфЕТЕЛЬСТВУ

I шев (21) 3353910/18-23. (22) 17,11,83., (46) 15.05;83 Бюл. Ny 18 (72) В, С, Гречаниченко и B. В. Дюня(53) 681 325(088,8), (56) 1, Гитис Э. И. и др. Преобразовате. ли инФормации для эпектронных цифровых вычислительных устройств. М., Энергия, 1.975, с. 299-314.

2. Авторское свидетельство СССР

N 924851,кл. Н 03 К 13/17. 16.05.79.. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 11РЕОЕРА .,ЭОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащее генератор тактовых импульсов, :, выход которого подключ ж. через последо-. вательно соединенные первый и второй элементы И -к входу первого счетчика, первый вход первого триггера соединен с. пусковой шиной, выход — с вторым входом первого элемента И и с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вторыми и третьими входами соединенных соответственно через

:, преобразователь код-напряжение с выхода:ми второго счетчика и с выходами делителя входного напряжения, а второй вход соединен с выходом первого элемента сравнения, четвертый вход которого соединен. с шиной порогового напряжения„ первый выход второго элемента сравнения подкщочен к второму входу второго .элемента И, а второй выход подключен через третий элемент И к входу второго счетчик@, второй .вход третьего элемента

И соединю с выходом первого элемента ,И, о т и и ч а ю щ е е с s тTеeмM, что, с цепью повышения быстродействия, введены четвертый элемент И, второй триггер, элемент ИЛИ, сумматор, группа элементов И, первые входы которых соответственно соединены с выходами первого счетчика, вторые входы подключены к входу второго-счетчика и к первому входу второго триггера, а выходы соответственно подключены к информационным входам сумматора, выходы которого подключены к информационным входам. делителя, входного напряжения входом подключенного к входной шине, а суммируюший вход

; соединен с выходом элемента ИЛИ, пер- вый вход которого соединен с входом первого счетчика, второй вход - с выхо- дом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого .элемента: И, второй вход - с первым выходом второго элемента сравнения, . третий вход-с инверсным выходом второго> триггера, прямой вход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а второй вход - с пусковой шиной.

1018177

Иэоберетение относится к автоматике

g вычислительной технике и может быть ецольэовано и информационно-измерительных системах.

Известны устройства преобразования напряжения в код, содержащие схему выде-

Нения разности, пороговый элемент, тактоВый генератор, сдвиговый регистр, преобразователь код-напряжение (ПКН), элементы И и триггеры, реализующие так называемый способ поразрядного уравновешивания $1), Недостатком этого устройства является малая точность, определяемая ВеличИ.

1.5 ной наименьшего по значению формируемого эталонного напряжения. Уменьшение же последнего ограничивается конструктивными сложностями реализации ПКН, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эф-;20 фекту является устройство для преобразования напряжения в код, содержащее входной делитель и управляющий им первый счетчик, ПКН и управляющий им второй счетчик, триггер, выход которого соединен через первый и второй элементы

И с входом первого счетчика, а вход триггера подключен к шине. запуска, генератор тактовых импульсов, подключенный

:к второму входу первого элемента И, первый и второй элементы сравнения, первый, второй и третий входы которых соединены соответственно с выходами входного делителя, триггера и IIKH, четвертый вход первого элемента сравнения 35 соединен с шиной порогового напряжения, а его выход подключен к второму входу триггера, первый выход второго элемента сравнения подключен к второму входу второго элемента И, а второй выход 40 подключен через третий элемент И к входу второго счетчика, второй вход третьего элемента И соединен с выходом перво го элемента И, второй вход ПКН соединен с шиной эталонного напряжения, а 45 второй вход входного делителя с входйой шиной 2 .

Недостатком этого устройства являет ся низкое быстродействие особенно при условии, когда разность hU и bUy, 50 значительна, а Цу, и Uqy близкие по значениям.

Цель изобретения — повышение быстро действия устройства преобразования напряжения в код.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен через последовательно соединенные первый и второй элементы И к входу первого счетчика, первый вход первого триггера, соединен с пусковой шиной, выход - с вторым входом первого элемента

И и с первыми входами первого и второ,.го элементов сравнения, вторыми и третьими входами соединенных соответственно через преобразователь код-напряжение с выходами второго счетчика и с выходами делителя входного напряжения, а второй

ВХОД Соедииен С ВЫХОДОМ ПЕРВОГО ЭЛемента сравнения, четвертый вход которого соединен с шиной порогового напряжения, первый выход второго элемента сравнения подключен к второму входу.второго элемента И, а второй выход подключен через третий элемент И к входу второго счетчика, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента И, введены четвертый элемент

И, второй триггер, элемент ИЛИ, сумматор, группа элементов И, первые входы котрых соответственно соединены с выходами первого счетчика, вторые входы подключены к входу второго счетчика и к первому входу второго триггера, а выходы соответственно подюпочены к информационным входам сумматора, выходы которого подключены к информационным входам делителя входно- го напряжения, входом подключенного к входной шине, а суммирующий вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входом первого счетчика, второй вход — с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента

И, второй вход - с первым выходом второго элемента сравнения, третий вход с инверсным выходом второго триггера, пряйой вход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а второй вход — с пусковой шиной. с

На фиг. 1 приведена структурная схема. устройства преобразования. Напряжения в код; на фиг. 2 — диаграмма работы устройства.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, первый 2 и вropoO 3 триггеры, первый 4 и второй 5 счетчики, делитель 6 входного напряжения; ПКН сумматор 8, первый 9, второй 1Î, третий 11 и четвертый 12 элементы И, группа .элементов И 1Э, шину запуска 14, элемент ИЛИ 4.5, первый 16 и второй 17 элементы сравнения, входную шину 18, шину порогового напряжения 19, шину эталонного напряжения 20, причем выход

3 1018177 4 втором выходе элемента сравнения 17, что тий вход второго элемента И 10 подключен к второму выходу второго триггера приводит к перебросу триггера 3, элемент

3, а выход второго алемента И 10 под- И 12 открывается, а элемент И 10 ключен к второму входу элемента ИЛИ закрывается. Кроме того, при отсутствии

15, второй и третий входы четвертого сигнала с элемента сравнения 16 происэлемента И 12 подключены соответст- ходит запись единицы в счетчик 5, венно к выходу первого алемента И 9 и а содержимое счетчика 4 через открык первому выходу второго алемента срав- тые элементы И 13 параллельно перетис нения 17, второй вход делителя 6 под-. сывается в сумматор 8. B результате ключен к шине входного напряжения 18, на выходе делителя 6 формируется наприа второй вход ПКН 7 к шине эталон жение U1 = (2С + 1) 50у, а на вы ного напряжения 20. ходе ПКН 7 напряжение U = 26.(}уТ. °

45 Производится .новое сравнение напряжений

Работа устройства происходит следую- Д„и } } . При отсутствии сигнала с элеменщим образом. та сравнения 16 и сохранения и единичного .

Импульс с шины запуска 14 поступает сигнала на прежнем выходе элемента сравна входы 9 триггеров 2 и 3 и опроки- :кения 17 (r.е. открытом элементе И 11) дывает их. U результате открывается эле- происходит увеличение на единицу кода

50 мент И 9, через который тактовые импуль счетчика 5 и на С единиц содеряапмого сы поступают на элементы И 10-12,на сумматора 8. Таким образом, в дальнейвторые входы элементов И 10 и 12.пос- шем сравнению подвергаются напряжения тупают сигналы управления с триггера 3, О.} = (3С + 1) и 0к и U 3AU>>.

Причем элемент И 12 после переброса При перемене знака разности О.} и Q< триггера 3 закрыт, а элемент И 10 от- т. е. когда после очередного параллельно.S5 крыт, В исходном состоянии сумматор го суммирования 0,2 становится больше

8 устайовлен в нулевое состояние, счет-. 0, потенциалом с выхода элемента чик 4 в состояние, соответствующее ко- сравнения 17 открывается алемент И 12, . первого триггера 2 соединен через первый ду 2" -1, а младший разряд счетчика 9 и второй 10 элементы И с входом пер- 5 — в единичное. Первоначально на вхо.вого счетчика 4, а вход первого триггера ды алементов сравнения 16 и l7 подают2 подключен к шине запуска 14, генера- ся напряжения,(} } 0 с делителя 6

:тортакжвыхимпульсов 1подключенквторо- s u UQ = L 09T с ПКН 7, В зависимосму входу первого элемента И 9, первый, тй от значений напряжений, поступающих второй и третий входы первого 16 и вто- на элемент сравнения 17, на одном из рого 17 элементов сравнения соединены двух его выходов появляется сигнал соответственно с выходами делителя 6 логической единицы. Так, при большем входного напряжения первого триггера 2 а напряжении на выходе ПКН 7, т. е. при и ПКН 7, четвертый вход первого але- Йат и Оа-т, большем N», h 0» мента сравнения «а6 соединен с шиной .выходной сигнал элемента сравнения 17 порогового напряжения 19, а его выход, открывает по соответствующим входам подключен к второму входу первого триг- элементы И 10 и 12. Поатому тактовые гера 2 первый выход. второго алемента } импульсы проходят через элемент H 10 сравнения:L7 подключен к второму входу и поступают на вход счЪтчике 4 и. через второго алемента И 10, а второй выход элемент ИЛИ 15 на вход сумматора 8. подключен через третий элемент И 1-1 к В результате того, что элементы И 13 входу второго счетчика 5„второй вход закрыты нулевым потенциалом с выхода третьего элемента И 4.1 соединен с выхо-2о элемента И 11>на выходе делителя 6 дом первого элемента И 9, выходы перво- формируется найряжение Ц = Ю» го счетчика 4 через соответствующие 8 этом режиме устройство работает до элементы И группы элементов И 13 под- момента когда напряжение, снимаемое ключены к первым входам сумматора 8, с делителя 6 превышает значение ыапрявыходы которого -подключены к соответст 25 жения, снимаемого с ПКН 7, т.е. когда вующим первым входам делителя 6, пер- 0, = X b. U X становится больше Uq,=вый выход второго триггера 3 через h Мат . При этом код в счетчике 4 четвертый элемент И 12 и элемент ИЛИ, 60эт числ С=6}

15 подключен к второму входу сумма- Paûem некоторомУ <@< У } тора 8, вторые входы груцпы элементов g}} (где бр — целая часть дроби). Соответ-

И 13 и второго триггера 3 подключены ственно код сумматора 8равен С+1. При к вйходу третьего элемента И .:L l, тре- этом единичный потенциал возникает иа

5 1О1Е в результате чего к содержимому суммато-. ра 8 добавляется единица, т. е, сравнению подвергнуты напряжения 01 (ЗС+

+ 2) 604 и Uq = З " Э образом, работа продолжается до момента, когда разность сравниваемых напряжений

0,1 и U станет меньше некоторого порогового напряжения ДО, определяющего точность преобразования: ,U ), Цлт дь I7 где А = 2"4 1;

В 2И ii

И вЂ” количество разрядов счетчика 5;

1 3S

И вЂ” количество разрядов сумматора

8, значение h U подаеется на шину источника порогового напряжения 19.

В этом случае элемент сравнения

16 выдает импульс, возвращающий триггер 2 в исходное состояние. Импульсы тактового генератора 1 прекращают поступать на элементы И L0-:12. Значение преобразуемого напряжения определяется

2S по выражению н.»

177 .4 где и и N>> - коды сумматора 8 и счетчика 5 соответственно.

Положительный эффект от использова— ния предлагаемого устройства заключает ся в существенном повышении быстродействия, когда разность напряжений hW и h U T, снимаемых соответственно с выходного делителя и ПХН значительна.

Повышение быстродействия определяется выражением

"ю х > эт+" ж

1Й +С-1 К -д

3T+C-1 где М т и H.ó — номер совпавших меток

ПКН и выходного делителя соответственно;

С=Еи1—

АОэт

601 Гак; например, при Q>-, большем, aUy в 10 раз, и совпавшей пятнадцатой метке шкалы эталонного напряжения, увеличение быстродействия будет более, чем в 40 раз.

101 8177

APED)

Составитель Л. Беляева

Редактор Т. Веселова Техред М. Костик Корректор А. Тяско

Заказ 3552/50 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по-делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4