Устройство для определения отношения двух напряжений

 

.1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее кодоуправляемый резистор, блок сравнения, цифрааналоговый преобразователь и коммутатор, подключенный управляющим входом к первому выходу блока синхронизации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения отношения, в него дополнительно введены два реверсивных счетчика, элементы И и НЕ, два буферных регистра и генератор счетньк импульсов, соединенный выходом с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных выходами к счетным входам первого и второго реверсивных -счетчиков соответственно, причём второй вход первого элемента И соединен с вторым выходом блока синхронизации и входом начальной установки первого буферного регистра , подключенного входом разрешения записи к третьему выходу блока синхронизации , второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, информационными входами к выходам разрядов второго реверсивного счетчика, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя, Соединенного выходом с первым входом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу кодоупра.вляемого резистора, первым выходом - к входу управления реверсом первого реверсивного счетчика и входу элемента НЕ, а вторым выходом - к. входам запрета счета первого и второго реверсивных счетчиков и к второму входу третьего элемента И, соединенного выходом с входом разрешения (Л записи второго буферного регистра, выходы разрядов которого являются выходами устройства, а информационные входы подключены к выходам разрядов второго реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом элемента НЕ, причем СП выходы разрядов нервбго реверсивного счетчика подключены к управлякнвдм со со входам кодоупра ляемого резистора, соединенного сигнальным входом с вы ходом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого являются входами ус тройства. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что блок синхронизации содержит триггер, элемент И и генератор импульсов, выход которого является первым выходом блока синхронизации и соединен со счетным входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных вторыми входами

СОЮЗ.СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3671221/24-24 (22) 08. 12.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Б.И.Блажкевич, В.И.Мельник и А.Л.Хпюнев (71) Физико-механический институт им.Г.В.Карненко (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 368615, кл. С 06 С 7/163, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 674042, кл. G 06 G 7/16, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

¹- 511598, кл. G 06 G 7/16, 1974 (прототип). (54)(57) .1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее кодоуправляемый резистор, блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, подключенный управляющим входом к первому выходу блока синхронизации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения отношения, в него дополнительно введены два реверсивных счетчика, элементы И и НЕ, два буферных регистра и генератор счетных импульсов, соединенный выходом с нервыми входами первого и второго элементов И, подключенных выходами к счетным входам первого и второго реверсивных:счетчиков соответственно, причем второй вход первого элемента И соединен с вторым выходом блока синхронизации и входом начальной установки первого буферного регистра, подключенного входом разрешения записи к третьему выходу блока синх„„Я0 „„1151994

4(sl) G 06 G 7/16 С 06 J 3 00 ронизации, второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, информационными входами— к выходам разрядов второго реверсивного счетчика, а выходами — к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу кодоуправляемого резистора, первым выходом — к входу управления реверсом первого реверсивного счетчика и входу элемента НЕ, а вторым выходом — к, входам запрета счета первого и второго реверсивных счетчиков и к второму входу третьего элемента И, соединенного выходом с входом разрешения записи второго буферного регистра, выходы разрядов которого являются выходами устройства, а информационные входы подключены к выходам pasрядов второго реверсивного счетчика, соединенного входом управления реверсом с выходом элемента НЕ, причем выходы разрядов нервбго реверсивного счетчика подключены к управляющим входам кодоупра ляемого резистора, соединенного сигнальным входом с выходом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого являются входами устройства.

2. Устройство по и. I, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит триггер, элемент И и генератор импульсов, выход которого является первым выходом блока синхронизации и соединен со счетным входом триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных вторыми входами

1151994 мых резисторов. к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, а выходами - к второму и третьему выходам блока синхронизации.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит компараторы, элементы И и НЕ и регулируемый резистивньн" делитель напряжения, подключенньй ; первым выводом к первому входу блока сравнения и первому входу первого компаратора,.вторым выводом - к. шине нулевого потенциала блока сравнения, а выводом подвижного контак4

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение в гибридных вычислительных устройствах и системах, в частности, при выполнении пре образования отношения двух напряжений в цифровой код.

Известно аналого-цифровое делительное устройство, содержащее преобразователь код-напряжение, счетчик, блок сравнения, элемент И и генератор тактовых импульсов P3)..

Известно также делительное устройство, содержащее блок синхронизации, ключи, генератор тактовых импульсов, элемент И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь $2 3.

Недостатками данных устройств являются пониженные быстродействие и точность.

Наиболее близким к изобретению является устройство .для определения отношения двух напряжений, содержащее два кодоуправляемых резистора, . блок сравнения, цифроаналоговьй преобразователь, источник эталонного напряжения, программный блок, группу триггеров и два коммутатора, первый из которых подкаючен сигнальными входами к выходам первого кодоуправляемого резистора и.цифроаналогового преобразователя, управляющим входом-: к первому выходу блока синхронизации, а выходом к первому входу та — к первому входу второго компаратора, соединенного вторым входом с вторым входом блока сравнения и вторым входом первого компаратора, а выходом — с входом элемента НЕ и с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому выходу блока сравнения, а вторым входом— к выходу первого компаратора и к первому входу второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента HR и вторым выходом блока сравнения.

2 блока сравнения, соединенного вторым входом с выходом второго коммутатора, подключенного сигнальными входами к выходам второго кодоуправляемого резистора и источника эталонного напряжения, причем первый и второй кодоуправляемые резисторы соединены сигнальными входами с входами устройства, а управляющими входами с выходами. триггеров группы, подключенных установочными входами к входам цифроаналогового преобразователя, и выходами программного блока, соединенного сигнальным входом с выходом блока сравнения (3.).

Недостаткаьи известного устройства являются пониженные быстродействие и точность из-за повышенных включенных затрат на обработку первого и второго циклов преобразования ы наличие ошибок, обусловленных неидеитичностью выполнения кодоуправляеЦелью изобретения является повышение быстродействия и точности onределеыия отношения двух напряжений. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определе.ния отношения двух напряжений, содер

3О жащее кодоуправляемый резистор, блох сравнения, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, подключенный управляющим входом к первому выходу блока синхронизации, дополнительно ,у введены два реверсивных счетчика, элементы И и ИЕ, два буферных ре115!994 гистра и генератор счетных импульсов, соединенный выходом с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных выходами к счетным входам первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, причем второй вход первого элемента И соединен с вторым выходом блока синхронизации и входом начальной установки первого буферного регистра, подключенного входом разрешения записи к третьему выходу блока синхронизации, второму входу второго элемента И и первому входу третьегЬ элемента И, информационными входами — к выходам разрядов второго реверсивного счетчика, а выходами - к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входом блока сравнения, под- 2О ключенного вторым входом к выходу кодоуправляеиого резистора, первым .выходом — к входу управления реверсом первого реверсивного счетчика и входу элемента НЕ, а вторым выходом—

25 к входам запрета счета первого и второго реверсивных счетчиков и к второму входу третьего элемента И, соединенного выходом с входом разрешения записи второго буферного регистра, выходы разрядов которого являются выходами устройства, а информационные входы подключены к выходам разрядов второго реверсивного счетчика, соединенного входом управ- 35 ления реверсом с выходом элемента НЕ, причем выходы разрядов первого реверсивного счетчика подключены к управляющим входам кодоуправляемого резистора, соединенного сигнальным 40 входом с выходом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого являются входами устройства.

Роме >ooK синхронизации 45 содержит триггер, элемент И и генератор импульсов, выход которого является первым выходом блока синхронизации и соединен со счетным входом : триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных вторыми входами к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, а выходами — к второму и третьему выходам блока синхронизации.

Блок сравнения содержит компараторы, элементы И и НК и регулируемый резистивиый делитель напряжения, подключенный первым выводом к первому входу блока сравнения и первому входу первого компаратора, вторым выводом — к шине нулевого потенциала блока сравнения, а выводом подвижного контакта — к первому входу второго компаратора, соединенного вторым входом с вторым входом блока сравнения и вторым входом первого компаратора, а выходом — с входом элемента HE и с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому выходу блока сравнения, а вторыч входом — к выходу первого компаратора и к первому входу второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента НЕ и вторым выходом блока сравнения.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для определения отношения двух напряжений; на фиг."2 — схема блока синхронизации; на фиг.3 — то же, блока сравнения.

Устройство для определения отношения двух напряжений (фиг.1) содержит коммутатор 1, первый 2 и второй

3 входы устройства, блок 4 синхронизации, кодоуправляемый резистор 5, блок 6 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 7, первый реверсивный счетчик 8, первый буферный регистр 9, второй реверсивный счетчик

10, второй буферный регистр 11, генератор 12 счетных импульсов, первый и второй элементы И 13 и 14 элемент НЕ 15 и третий элемент И 16.

Блок 4 синхронизации (фиг.2) содержит генератор 17 импульсов, триггер

18, первый и второй элементы И 19 и

20 и с первого по третий выходы 2123. Блок 6 сравнения (фиг.3) содержит первый 24 и второй 25 компараторы, регулируемый резистивнвй делитель

26 напряжения, элемент НЕ 27, первый и второй элементы.И 28 и 29, первый и второй входы 30 и 31 блока сравнения и первый и второй выходы

32 и 33 блока сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Блок 4 синхронизации осуществляет формирование на первом выходе последовательности импульсов типа меандр с периодом Т, осуществлякщих после довательное переключение коммутатора

1, и формирование на втором и третьем выходах двух последовательностей импульсов с периодом 2Т каждая, сме1151994 в=0 К - И,Н„,„E, l j

25 — разность напряжений, посту— пающих на входы блока сравнения4»

К вЂ” постоянный коэффициент преобразования цифроаналогового преобразователя 7; — порог срабатывания блока 6 сравнения (может регулироваться изменением положения где подвижного контакта делите.ля 26). 35

Логика работы блока 6 сравнения такова. В случае Д )с сигналы на первом и втором выходах 32 и 33 блока

6 принимают значения логического нуля. В случае Ь(-E сигнал на первом выходе 33 блока сравнения принимает значение логической единицы, a на втором выходе 33 - логического нуля.

Если же - Я «6 Ь с Е, то напряжение на втором выходе блока сравнения прини- мает значение логической единицы независимо от значения сигнала на первом выходе.

В первом такте работы импульсы генератора 12 через элемент И 13 по- о ступают на счетный вход счетчика 8, увеличивая его выходной код при b(-Q или уменьшая выходной код счетчика при Я, что соответственно приводит, к увеличению или к уменьшению текуще- го значения коэффициента передачи ре. зистора 5. Изменение этого коэффициента продолжается до момента появлещенных одна относительно другой на время Т.

Преобразование входных напряжений

Б„ и Б (U 7 0; U2 > О}, поступающих на входы 2 и 3 устройства, в цифро- 5 вой эквивалент их отношения осуществляются в два такта.

В первом такте на время действия импульса с первого выхода блока 4 коммутатор 1 подключает напряжение делителя U2 к входу кодоуправляемого резистора 5. Одновременно с этим сигналом с второго выхода блока 4 отпирается элемент И 13 и в регистре 9 устанавливается начальное значение кода И =1, эквивалентное

10, единице. За счет изменения состояния реверсивного счетчика 8 устанавливается значение коэффициента преобразования К резистора 5, удовлетворяющее соотношению (П,-ц, 1 cà P (2) фиксируемого появлением единичного сигнала на втором выходе блока 4 сравнения. При этом выходной код счетчика 10 удовлетворяет условию

U K Е U„ 1)т

N 1 6 1 E(и (hl т Ф эл11 g ц ю <о, О

2 1 2

К Я 0„

+ — — + Я Ю

К 02

Из выражения (3) следует, что при И„, =1 сформированный в счетчике

11

10 во втором такте работы код И„ выражает искомое значение отношения входных напряжений с мультипликативной погрешностью, не превышающей

Б — — и аддитивной погрешностью,, К, 02 не превышающей Я .

По окончании формирования кода счетчика 10 сигналом с второго выния логической единицы на втором выходе 33 блока, т.е. до выполнения неравенства (1). Сигнал с второго выхода блока 6 сравнения поступает на вход запрета счета счетчика 8, фиксируя его содержимое..После окончания действия импульса на втором выходе блока 4 синхронизации элемент И

13 запирается, обеспечивая сохранение полученного коэффициента передачи на время второго такта работы.

Во втором такте работы коммутатор

1 подключает к входу резистора 5 напряжение делимого U, . Импульсом с третьего выхода блока 4 синхронизации отпирается элемент И 14, в регистр

9 подается разрешение на перенос в этот регистр выходного кода счетчика 10. В этом такте формируемый в реверсивном счетчике 10 текущий код

N, непрерывно переносится в регистр

9 и в цифроаналоговом преобразователе 7 преобразуется в напряжение Uq=

=K„ N«, поступающее на первый вход блока 6 сравнения, на втором входе которого в это время действует напряжение с выхода резистора 5, равное

П5 К6

Так как вход управления реверсом счетчика 10 подключен к первому выходу блока б сравнения через элемент НЕ 15, то при 0 -U с- происходит уменьшение выходного кода счетчика

10, а при U g U ) F - увеличение этого кода до момента времени удовлетворения соотношения

1151994 хода отпирается элемент И 16 (на первый вход которого подается единичный сигнал с третьего выхода блока 4) и код счетчика 10 переписывается в регистр 11, где этот код сохраняется до окончания следующего цикла работы устройства.

Таким образом, при изменении входных напряжений делимого и делителя в предлагаемом устройстве в

1 каждом цикле работы производится только корректировка коэффициента передачи резистора 5 (на первом такте) и кода счетчика 10, что обеспечивает следящий режим работы предлагаемого устройства и более высокое быстродействие по сравнению с из5 вестным. Прн этом одноканальная структура, обеспечивающая преобразование обоих напряжений в одном и том же кодоуправляемом резисторе 5 с одним и тем же коэффициентом преобразования, обеспечивает существенное снижение погрешности формирования цифрового кода отношения напряжений.

1151994

Составитель С. Казинов

Редактор Л.Гратилло Техред И.Кузьма

KoppeKòîð Г. Решетник

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

Заказ 2326/39 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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