Преобразователь напряжения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световьтм указателем, фотодиоды, оптические входы которых оптически соединены соптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения его быстродействия, введены блок управле; НИН, транзисторные ключи, счетчик импульсов, шифратор, элемент ИЛИ,m формирователей-инверторов,щ кольцевых И -разрядных регистров сдвига,m резисторов, первые выводы которых соединены с шиной питания, a второй вывод каждого резистора соединен с входом соответствзпощего формирователя-инвертора и с катодами соответственно каждой группы из ti фотодиодов, аноды которых через транзисторные ключи соединены с общей шино, a управляюпще входы транзисторных ключей соединены с выходами соответствунщшс кольцевых ц-разрядных регистров сдвига, вход каждого из которых соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика импульсов, причем выходы формирователей-инверторов соединены с входами пшфратора и элемента ИЛИ, выход которого через блок управления соединен с N9 управлякшрши входами шифратора и счётчика импульсов которых 00 СО СХ) соединены с выходны14И шинами. и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю (и) эсю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCNOMV CBPBBTBllbCTBV (21) 3573792/24-21 (22) 06.04.83 (46) 07.12.84 ° Бюл. 9 45 (72) В.П. Кожемяко, В.Г. Красиленко, Л.И. Тимченко, В.С. Стратиенко, l .А.И. Короновский и Н.П. Хомяков, .(71) Винницкий политехнический ин ститут (53) 681.325(088.8) (56) 1. Бахмутский В.Ф. Универсаль- ные цифровые измерительные приборы и системы.. Киев, "Техника", 1979, . с. 128, рис. 30.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2958547/18-21, кл. Н 03 К 19/20, 1980 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В КОЛ., содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световым указателем, фотодиоды, оптические входы которых оптически соединены с" оптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его

Ф быстродействия, введены блок управле; ния, транзисторные ключи, счетчик импульсов, шифратор, элемент ИЛИ, Ф формирователей-инверторов, щ кольцевых И -разрядных регистров сдвига,1» резисторов, первые выводы которых соединены с шиной питания, а второй вывод каждого резистора соединен. с входом соответствующего фор» мирователя-инвертора и с катодами соответственно каждой группы иэ и фотодиодов, аноды которых .через транзисторные ключи соединены с общей шиноЦ, а управляющие входы транзисторных ключей соединены с выходами соответствующих кольцевых Е

11-разрядных регистров сдвига, вход каждого из которых соединен с выходом генератора тактовых импуль- . сов и входом счетчика импульсов, .причем выходы формирователей-инвер- д торов соединены с входами шифрато- . ра и элемента ИЛИ, выход которого через блок управления соединен с управляющими входами шифратора и счетчика импульсов, вьщоды которых соединены с выходными шинами.

1128384

Изобретение относится к вычислительной и информационно-изМерительной технике и может использоваться в информационных системах различного назначения. 5

Известен преобразователь напряжения в код содержащий источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные резисторы соединен с общей ши- !О ной, а выводы резисторов — с анодами фотодиодов, катоды которых через светодиоды соединены с выходом генератора пилообразного напряжения и входом дифференцирующего блока, 15 выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого через блок управления соединен с входом генератора пилообразного на-. пряжения, оптический выход каждого 20 предыдущего светодиода — с оптичес.ким входом каждого последующего фотодиода, которые оптически соединены с оптическим выходом измерительного механизма (1) .

Недостатком преобразователя является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения в код, 30 содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световым указателем, фотодиоды, источник опорного напряжения, ключ, триггер, светодиоды, аноды которых соединены с выходом ключа, а каждый через фотодиоды — с общей шиной, оптический выход каждого последующего светодиода — с оптическим входом каждого предыдущего фотодиода, оп- 40 тические входы которых соединены с оитическим выходом каждого .преды- дущего фотокатода, оптические входы которых соединены с оптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, а выход первого светодиода — с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом генератора так50 товых импульсов и первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения $2j .

Недостатком известного устройст- 55 ва .является низкое быстродействие.

Целью изобретения является ловышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световым указателем, фотодиоды, оптические входы которых оптически соединены с оптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, введены блок управления, транзисторные ключи, счетчик импульсов, шифратор, элемент ИЛИ, т формирователей-инверторов, В кольцевых и -разрядных регистров сдвига, П резисторов, первые выводы которых соедийены с шиной питания, а второй вывод каждого резистора — с входом соот-, ветствующего формирователя-инвертора и катодами соответственно каждой группы из Д фотодиодов, аноды которых через транзисторные ключи соединены с общей шиной, а их управляющие входы — с выходами соответствующего кольцевого и разрядного регистра сдвига, вход каждого из которых соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика импульсов, причем выходы формирователей инверторов соединены с входами шифратора и элемента ИЛИ, выход которого через блок управления соединен с управляющими входами шифратора и счетчика импульсов, выходы которых соединены с выходными шинами.

I

На чертеже приведена структурная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит измерительный механизм 1 со световым указателем, вход .которого является входом преобразователя, счетчик 2 импульсов, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов, элемент

ИЛИ 5 на и входов, шифратор 6 íà Е входов, блоки 7 ключей, состоящие из фотодиодов 8, транзисторных ключей 9, резистора 10, п1 кольцевых и -разрядных регистров 11 сдвига с разрядными выходами 12 и формирователи-инверторы 13.

Измерительный механизм 1 оптичес ки соединен с фотодиодами 8, которые через транзисторные ключи соединены с общей шиной, а управляю*щие входы транзисторных ключей 9— с выходами кольцевых и -разрядных регистров 1 1, входы которых соеди11283 иены с выходом генератора и входом счетчика 2, управляющий вход которого соединен с входом шифратора б и через блок 3 с выходом элемента

ИЛИ 5, входы которого соединены с входами шифратора 6 и через инверторы 13 с катодами фотодиодов 8 и первым выводом резистора 10, второй вывод которого соединен с шиной питания.

Преобразователь работает следующим образом.

Счетчик 2 может работать с любым основанием счета, необходимо только, чтобы число фотодиодов 8 в блоке 7, а именно и, было кратным основанию счета. Кроме того, разрядность счетчика выбирается исходя из значения и

Число блоков 7 при группировке фотодиодов в блоки необходимо выбирать. кратным основанию счета. Это облегчает построение шифратора 6 и обеспечивает соответствие вьгходного кода шифратора старшим разрядам выходного кода.

Таким образом, число всех фотодиодов или число дискретных положений светового указателя измерительЗО ного механизма 1 равняется М =-а и .

Измерительный механизм 1 работает так, что при отсутствии входного воздействия световой указатель освещает первый фотодиод 8 первого блока 7, а для того, чтобы указатель 5 освещал второй фотодиод 8 первого блока 7, надо на вход устройства подать квант входного воздействия.

Порядковый номер х дискретного положения светового указателя соответстао вует входному воздействию, равному х квантам с точностью до кванта.

Пусть входное воздействие 0» такое, что световой указатель измери- 45 тельного механизма 1 освещает 1 †. и фотодиод 8 блока 7.. Все остальные элементы в этом блоке и в остальных блоках неосвещены, В исходном состоянии счетчик 2 обнулен, а коль- 50 цевые регистры 11 сдвига находятся в таком состоянии, что на первых выходах 12 всех кольцевых регист,ров 11 высокие уровни, логические

"1", а на остальных выходах низкие 55 уровни, логические "0". При поступлении на тактовые входы кольцевых регистров 11 сдвига импульсов с

84 4 генератора 4 логические 1 сдвигаются и тем самым поочередно коммутируют, замыкают транзисторные ключи 9 в блоках 7, воздействуя на управляющие входы этих ключей. Резистор 10 служит для того, чтобы обеспечивать соответствуюп1ий уровень логических "1 « или "0" на входе инвертора 13 в зависимости от параметров фотодиода 8. При освещенном фотодиоде 8 и замкнутом транзисторном ключе 9 напряжение на входе инвертора 13 должно быть равно логическому ««О", а при неосвещенном фотодиоде — логической "1". !

В исходном состоянии при освещении < -го фотодиода 8 в блоке 7 на входах всех формирователей-инверторов 13 высокие уровни, логические

"1", на первых выходах "0", что обеспечивает логический "0" на выходе элемента 5. При поступлении j -ro импульса на входы регистров 11 замыкаются ключи 9 блоков 7, но, как только в одном блоке 7 фотодиод.8 освещен и имеет низкое сопротивление, то только на входе соответствующего формирователя-инвертора 13 появляется низкий уровень. Во всех остальных блоках 7 при замыкании любых ключей 9 низкие уровни на входах соответствующих формирователейинверторов 13 не появляются ввиду неосвещенности всех остальных фотодиодов за исключением одного фотодиода 8 в данном блоке 7, При появлении на выходе формирователя 13 логической "1" появляется "1" на выходе элемента 5 и воздействует на блок 3. Сигнал с выхода блока 3, воздействуя на стробирующий вход шифратора 6, позволяет расшифровать состояние -инверторов 13, соответствующее логической "1" только на выходе одного формирователя-инвертора 13. Кроме того, этот же сигнал, воздействуя на второй вход счетчика 2, позволяет снять состояние счетчика 2, соответствующее поступлению 1 -ro импульса на вход счетчика 2 с выхода генератора 4.

Таким образом, на выходе преобразователя имеется код, отображающий положение светового указателя или соответствующее ему входное воздействие О» .

Кольцевые счетчики Ь -разрядны (и работают циклически, поэтому че1128384

lanai

Составитель А. Титов .Редактор В. Данко Техред А.Ач.

Корректор И.,Иуска

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 рез каждые И периодов тактовых импульсов (ц) можно снимать выходной код. Цикл преобразования равен

Тн -в Ф . С изменением координаты светового указателя пропорциональ- 5 но линейно меняется и выходной код.

Ф .

Путем разбивки на блоки всех фотодиодов достигнут выигрчш в быстродейi ствии, в сокращении времени преобразования в 1п раз. Порядковый номер 10 освещенного фотодиода 8 внутри блока 7 определяет состояние младших разрядов. выходного кода с помощью счетчика 2, а порядковый. номер бло- . ка 7, в котором. находится этот осве- 15 щенный. элемент, — состояние старших разрядов выходного кода с помощью шифратора 6..

Таким образом, преимуществом пред ложенного преобразователя по..сравне- 20 нию с известными является более высокое быстродействие, которое достигается путем разбивки преобразователя на отдельные блоки ключей, а также в связи с применением кольцевых регистров сдвига и транзистор,ных ключей в качестве ключевых элементов вместо используемых в известном преобразователе фотонриемни— ,ков, быстродействие которых меньше быстродействия указанных элементов

Преобразователь может быть использован для преобразования в код координаты светового луча, параметров йеременного тока, а так же других параметров, предвари -. тельно преобразованных в коорди— нату луча