Кодирующее устройство

 

КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, второй вход,подключен к выходу первого компаратора , а третий вход соединен с выходом второго-компаратора, выход первого элемента И соединен с входом счетчика импульсов, отличающ е ее я тем, что, с целью повышейия точности и расширения диапазона работы, введены -третий компаратор , ключ, два инвертора, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, со- . гласующий каскад, делитель частоты следования импульсов, две дифференцирующие и интегрирующая КС-цепи, причем вход кодирующего устройства Iсоединен с входом третьего компаратора и сигнальным входом. ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а второй вход - с выходом третьего элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого инвертора, вход которого соединен с выходом делителя частоты следования импульсов, с первым входом третьего элемента И и с входом интегрирующей КС-цепи, а второй вход второго элемента И соеди§ нен с выходом второго инвертора, вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, с выходом третьего компаратора и с выходом индикации знака входного напряжения, выход интегрирующей КС-цепи через согласующий каскад соединен с входом первой дифференцирующей RC-цепи, выход которой соединен с входом первого N9 Х компаратора и первым входом второго компаратора, а выхбд ключа через вторую дифференцирующую КС-цепь соединен :о х с вторым входом второго компаратора, при этом выход генератора счетных импульсов соединен с входом делителя частоты следования импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК ае) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗИ) H 03 К 13 00 (21) 3571260/24-21 (22) 30.03.83 (46) .07.12.84. Бюл. Ф 45 (72) Л.Д. Шевченко (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко (53) 681.325(088.8) (56) 1. Мирский Г.я. Радиоэлектронные измерения. М., "Энергия", 1975, с.56.

2. Кушнир Ф.В., Савенко В.Г. Электрорадиоизмерения. Л, "Энергия", 1975, с. 88 (прототип). (54)(57) КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый элемент.И, первый вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, второй вход, подключен к выходу первого.компаратора, а третий вход соединен с выходом второго .компаратора, выход первого элемента И соединен с входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю— щ.е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона работы, введены третий компаратор, ключ, два инвертора, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, согласующий каскад, делитель частоты следования импульсов, две дифференцирующие и интегрирующая RC-цепи, / причем вход кодирующего устройства ,соединен с входом третьего компаратора и сигнальным входом ключа, уп- равляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого.соединен с выходом второго элемента И а второй вход — с выхо1 дом третьего элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого инвертора, вход которого соединен с выходом делителя частоты следования импульсов, с первым входом третьего элемента И и с входом интегрирующей RC-цени, а второй вход второго элемента И соединен с выходом второго инвертора, вход I которого соединен с вторым входом третьего элемента И, с выходом третьего компаратора и с выходом индикации знака входного напряжения, выход интегрирующей RC-цепи через согла- ) сующий каскад соединен с входом первой дифференцирующей RC-цепи, выход .которой соединен с входом первого компаратора и первым входом второго компаратора, а выхбд ключа через вторую, дифференцируюг ую RC- öåïü соединен

-с вторым входом второго компаратора, при этом выход генератора счетных импульсов соединен с входом делителя частоты следования импульсов.

1128380 2

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ,цифровых измерительных устройствах.

Известно кодирующее устройство, содержащее два ключа, источник образцового напряжения, генератор счетных импульсов, блок управления, интегратор, компаратор, тпиггер элемеит И и счетчик.импульсов (1

Однако методическая погрешность этого устройства, возникающая Hsза экспоненциальной зависимости во втремени выходного напряжения интегратора, а также аппаратурная погрешность, обусловленная нестабильностью нулевого уровня этого интегратора, не позволяют добиться достаточной точности и ограничивают диапазон кодирования аналогового сигна20 ла.

Наиболее близким техническим. решением к изобретению является кодирующее устройство, содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, второй вход подключен к выходу первого компаратора, а третий вход соединен с выходом второго компаратора, выход первого элемента И соепинен с sxopo« счетчика импульсов, 30 ервые входы первого и второго комараторов подключены к выходу генеатора пилообразного напряжения, вход оторого соединен с выходом блока управления (2 .

- Недостатками известного устройства являются низкая точность и ограниченный диапазон кодирования ана" логового сигнала.

Цель изобретения — повышение точ- 40 ности и расширение диапазона работы.

Поставленная цель достигается тем, . что в кодирующее устройство,.содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генера« 45 тора счетных импульсов,,второй вход подключен к выходу первого компаратора, а третий вход соединен с выходом второго компаратора, выход перво.

ro элемента И соединен с входом 50 счетчика импульсов, введены третий компаратор, ключ, два .инвертора, второй и третий элементы И, элемент

ИЛИ, согласующий каскад, делитель частоты следования импульсов, две 55 дифференцирующие и интегрирующая

КС-цепи,. причем вход кодирующего устройства соединен с входом третьего. компаратора и сигнальным входом ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а второй вход— с выходом третьего элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого инвертора, вход которого соединен с выходом делителя частоты следования импульсов, с первым входом третьего элемента И и с входом интегрирующей RC-цепи, а второй вход второго элемента И вЂ” с выходом второго инвертора, вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, с выходом третьего компаратора и с выходом индикации знака входного напряжения, выход интегрирующей RC-цепи через согласующий каскад соединен с входом первой дифференциальной RC-цепи, выход которой соединен с входом первого компаратора и первым входом второго компаратора, а выход ключа через вторую дифференцирующую RC-цепь соединен с вторым входом второго компаратора, при этом выход генератора счетных импульсов соединен с входом делителя частоты следования импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема кодирующего устройства.

Кодирующее устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, делитель 2 частоты следования импульсов, ийверторы 3 и 4, компараторы 5-7, элементы И 8-10, элемент ИЛИ 11, ключ 12, согласующий каскад 13, интегрирующую RC-цепь 14, дифференцирующие RC-цепи 15 и 16, счетчик 17 импульсов. Выход генератора 1 счетных импульсов соединен с входом делителя 2 частоты следования импульсов и с первым входом первого элемента

И 10, выход которого соединен с входом счетчика 17 импульсов.

Выход делителя 2 частоты следования импульсов соединен с входом первого инвертора 3, с первым входом третьего элемента И 9 и с входом . интегрирующей RC-цепи 14, выход которой соединен с входом согласующего каскада 13, выход которого соединен с входом дифференцирующей RC-цепи 16, выход которой соединен с входом пер; ного компаратора 6 и первым входом второго компаратора 7, второй вход которого соединен с выходом диффе ренцирующей RC-цепи 15, вход которой

3 11283 соединен с выходом ключа 12, вход ко.торого соединен с входом третьего компаратора 5, выход которого соединен с вторым входом элемента И 9 и с входом второго инвертора 4, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 8..

Выходы элементов И 8 и 9 соединены соответственно с первым и вто рым,входами элемента ИЛИ 11, выход 10 которого соединен с управляющим входом ключа 12. Выход первого компаратора 6 соединен с вторым входом элемента И 10, третий вход которого соединен с выходом компаратора 7. !5

Кодирующее устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов генератора 1 подается на вход делителя 2 частоты следования импульсов, работающего в коде, соответствующем коду выходного. счетчика 17 импульсов. Прямоугольное .импульсное напряжение делителя 2 частоты следования импульсов поступает йа вход RC-це- 5 пи 14, с выхода которой снимается напряжение, изменяющееся во времени. по экспоненциальному закону. Функциональную зависимость напряжения на

1 Ф цюб(Ц «Ио „ е -00 (не " ) " (1 т + ! T Я

0 1вЩ=-О 1 i) ю (1-е )

1 .При работе кодирующего устройства . возможны два состояния входных напряжений: "вх + 0 и "в»«0

Если Пв» +О, то выходное напряже- 40 ние, поступая на вход компаратора 5, устанавливает состояние логической единицы на его выходе, что способствует прохождению прямоугольных им . пульсов делителя 2 частоты через 45 элемент И 9, так как первый и второй входы его соединены соответственно с " выходом делителя 2 и выходом компа-. ратора 5 ° Импульсное напряжение элемента 50

И 9, поступая на управляющий вход ключа 12 через элемент ИЛИ 11, управляет его работой. Поскольку сигнальный вход ключа 12 соединен со входом устройства, с выхода этого И ключа снимается ияпульсное напряжение, амплитуда импульсов которого равна напряжению U.„ .

80, 4

RC-цепи 14 в установившемся режиме можно записать следующим образом

t

4си@= с Ua с Е ессиас — } т

Я Т т (t)-Uq 6 е если-с1 Т

14 т дл ъ

1бе, где .U — амплитуда импульса делителя 2 частоты;

Т вЂ” период следования импульсов делителя 2; л — постоянная времени RC-цепи 14.

Треугольное напряжение КС-цепи .14, изменяющееся во времени по экспоненциальному закону, через. согласующий каскад 13 подается на вход .дифференцирующей RC-цепи 16, причем постоянные, времени RC-цепей 14 и 16 равны между собой.

Изменение напряжения во.времени на RC-цепи 16 в установившемся режиме, согласно теореме разложения для случая кратных полюсов, можно записать следующим образом

r т

Те -Ю т, еси Оclвт! Л)

Т-е Т

-т 2

+Я, - „,еслю-й йТ;

2;(о е- ) Выходное напряжение ключа 12 подается на вход дифференцирующей RC"öåïH 15, постоянная времени которой равна постоянной времени ,RC-цепей 14 и 16 °

Напряжение иа КС-цепи 15 во време ни в установившемся режиме изменяет -j ся по следующему закону

Е

Т

"ви®=4» е ",еслиОи41.-Ti2t > э л . л -р 0 1в(Ц*-Цв„,, „.е е,если t

- тЮ

В результате сравнения напряжений

RC-цепей 15 и 16 с помощью компаратора 7 .с его выхода снимается импульсное напряжение.

Временной интервал от нуля до среза первого выходного импульса этого компаратора составляет

1128380 е

j12Лс

-тп (+6

Ввиду того, что выход генератора

1 счетных импульсов саединен.с первым входом элемента И 10, а выходоы компараторов б.и 7 подключены соответственно к второму и третьему входам элемента И 10 с выхода элемента

И 10 снимаются пачки высокочастотных импульсов. Длительность. каждой Hs этих пачек равна 25 ь - = в l e

Дачки импульсов элемента И 10, поступая на счетный вход выходного счетчйка 17 импульсов, устанавливают ячейки этого счетчика в состоя ния, соответствующие величине выход-. ного напряжения согласно заложенному в счетчик 17 цифровому коду.

О . . -TI2i

Вх „ а1,= — с

1 Оо 2(,Фе-т!Яг) ю

Комиаратор 6 формирует импульсное напряжение, фронты импульсов которого соответствуют моментам перехода напряжения О (t) через. нулевой уровень, т.е. интервал времени, соответ,ствующий промежутку от начала коор- 1р динат до переднего фронта первого:им- пульса, равен

Когда Н х с0, состояние логического нуля компаратора 5 инвертируется с помощью инвертора 4 в состояние логической единицы, которое позволяет импульсному напряжению делителя 2 через инвертор 3, элемент

И 8 и элемент ИЛИ 11 поступать на управляющий вход ключа 12. В результате такого управления. с выхода ключа 12 снимается импульсное напряжение, амплитуда и полярность которого соответствуют напряжению Ue, во временном же интервале импульсы ключа 12 сдвигаются на промежуток

Т/2 относительно импульсов делителя 2 частоты

Напряжение на RC-цепи 15 в уста.новившемся режиме во времени изменяется по такому же закону, что и для случая U О.

Процессы, происходящие с помощью остальных элементов кодирующего уст ройства,, такие же, что и при UiÄ > 0, т.е. й,-й,Состояние логического нуля компаратора 5 указывает на отрицательное значение входного напряжения.

Предлагаемое. изобретение позволяет исключить влияние методической погрешности на точность кодирования аналогового сигнала и расширить диапазон работы кодирующего устройства.

ВхОд

Выход

Ф

Составитель С. Кривуценкв

Редактор В. Данко Техред А.Ач Корректор М. Максимишинец

Заказ 9083/43 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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