Преобразователь напряжение-код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАГ1РЯЖЕ-НИК-КОД , содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и делитель частоты, выход которого соединен с входом преобразователя отрицательного напряжения, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения управляющий вход которого является .входом указанного преобразователя , а выход соединен с входом источника порогового напряжения на диоде,анод которого является входом указанного источника, катод диода через конде 1сатор и резистор соединен с общей шиной, а через буферный усилитель - с шиной, являющейся выходом указанного источника , выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства , второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматора первый вход которого соединен с ши- . ной преобразуемого напряжения, а второй вход - через компенсирующий элемент на диоде соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход сравнивающего устройства соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов , отличающийся тем, что, с целью расширения - ункциональных возможностей и повыщония точности, в него введены преобразователь положительного напряжения, выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения , первый вход аналогового сумматора которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, реверсивный счетчик и инвертор ., через который выход делителя частоты соединен с входом преобразователя положительного напряжения и третьим входом элемента И преобразователя отрицательного нарряження выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, второй (Л вход которого подключен к выходу элемента И преобразователя положительного напряжения, второй вход которого соединен с выходом делите- , ля частоты, а третий - с выходом генератора импульсов. 2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что аналоговый сумматор преобразователя положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся пербым входом аналогового сумматора, а через второй резистор с шиной,являющейся вторым входом аналогового сумматора, инвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор соединен с его выходом , а через четвертый резистор с общей шиной. 3.Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что сравнивающее устройство преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 1) (51) 4 H 03 М 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746929/24-24 (2) 06.04.84 (146) 07.12.85. Бюл. Р 45 (72) В.Н.Попов и В.З.Лобанов (53) 681.325(088.8) (56) Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. Шляндина В.М.,197" с.154-155, рис. 3-49.

Авторское свидетельство СССР и - 1001463, кл. Н 03 К 13/20, 1983. (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕПЬ HA.1ÐßÆÅ-.

НИЕ-КОД, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и делитель частоты, выход которого соединен с входом преобразователя отрицательного напряжения, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения управляющий вход кото1 рого является входом указанного преобразсвателя, а выход соединен с входом источника порогового напряжения на диоде анод которого является входом указанного источника, катод диода через конденсатор и резистор соединен с общей шиной, а через буферный усилитель — с шиной, являющейся выходом указанного источника, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматора первый вход которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, а второй вход — через компенсирующий элемент на диоде соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход сравниваюшего устройства соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышнния точности, в него введены преобразователь положительного напряжения, выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения, первый вход аналогового сумматора которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, реверсивный счетчик и инвертор через который выход делителя частоты соединен с входом преобразователя положительного напряжения и третьим входом элемента И преобразователя отрицательного напряжения> выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к выходу элемента И преобразователя положительного напряжения, второй вход которого соединен с выходом делите- . ля частоты, а третий — с выходом генератора импульсов.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что анало говый сумматор преобразователя положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся первым входом аналогового сумматора, а через второй резистор с шиной, являющейся вторым входом аналогового сумматора, инвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор соединен с его выходом, а через четвертый резистор с общей шиной.

3; Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что сравнивающее устройство преобразователя положительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнива1197082 ющего. устройства, а инвертирующий вход операционного усилителя через второй резистор соединен с шиной, являющейся первым входом сравнивающего устройства.

Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике, в частности к преобразователям напряжения в число импульсов, используемых в преобразователях аналогкод в первую очередь в преобразователях напряжение-код в различных устройствах автоматики и телемехани,ки систем автоматического регулирования. 10

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение точности.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя. l5

Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор

1 импульсов и делитель 2 частоты, выход которого соединен с входом преобразователя 3 отрицатель- рр ного напряжения, выполненного в виде генератора 4 пилообразного нап- . ряжения, управляющий вход которого является входом указанного преобразователя, а выход соединен с входом ис- 25 точника 5 порогового напряжения, выполненного в виде диода 6, анод которого,является входом указанного источника. катод диода через конденсатор 7 и резистор 8 соединен с зо общей шиной и через буферный усилитель 9 с шиной, являющейся выходом

1 указанного источника, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 10, второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматора 11 первый вход которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, а второй вход — через компенсирующий элемент 12,выполнен- 4О ный,например в виде диода соединен ,с выходом генератора пилообразного напряжения, выход сравнивающего устройства соединен с первым входом элемента 13 совпадения, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, преобразователь 14 положительного напряжения образованный генератором 15 пилообразного напряжения, компенсирующим элементом

16, источником 17 порогового напряжения аналоговым сумматором 18, сравнивающимустройством 19, элементом 20 совпадения и выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения, реверсивный счетчик 21 и инвертор 22, через который выход делителя 2 частоты соединен с входом преобразователя 14 положительного напряжения и дополнительным входом элемента 13 совпадения преобразователя отрицательного напряжения выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика 21, второй вход которого подключен к выходу элемента 20 совпадения преобразователя 14 положительного напряжения, дополнительный вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты, причем аналоговый сумматор 18 преобразователя 14 положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя 23, неинвертирующий вход которого через первый резистор 24 соединен с шиной являющейся первым входом аналогового сумматора, а через второй резистор 25 с виной, являющейся вторым входом аналогового сумматора, инвертирующий вход .операционного усилителя через третий резистор 26 соединен с его выходом, а через четвертый резистор 27 — с общей шиной, а сравнивающее устройство 19 преобразователя 14 положительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя 28, неинвертирующий вход которого через первый резистор 29 соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнивающего устройства 19, а инвертирующий вход операционного

1197082

10

50 усилителя 28 через второй резистор

30 соединен с шиной, являющейся первым входом сравнивающего устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает счетные импульсы, которые поступают на вторые входы элементов 13 и 20 совпадения первого и второго

14 преобразователей соответственно и на вход делителя 2 частоты. На выходе делителя 2 частоты вырабатываются тактовые импульсы которые определяют такт работы преобразователя напряжение-код. Эти тактовые импульсы поступают на,вход генератора

4 пилообразного напряжения и третий вход элемента 20 совпадения и через инвертор 22 на вход генератора 15 пилообразного напряжения и на третий вход элемента 13 совпадения. Эти тактовые импульсы подго- тавливают работу элементов 13 и 20 совпадения в разные полупериоды тактовых импульсов. В генераторах

4 и 15 пилообразного напряжения вырабатываются в разные полупериоды положительные пилообразные импульсы, причем пилообразный положительный импульс на выходе генератора

4 совпадает с паузой тактовых импульсов, а. на выходе генератора

15 совпадает по времени с тактовыми импульсами.

Положительные пилообразные импульсы с выхода генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений поступают соответственно на входы источников

5 и 17 пороговых напряжений. где через диоды 6 заряжают конденсаторы 7 до своих амплитудных значений.

Положительные напряжения конденсаторов 7 через буферные усилители 9 поступают соответственно на первые входы сравнивающих устройств 10 и 19 уставнавливая на их выходах напря-. жения1запрещающие прохождение счетных импульсов с выхода генератора

2 импульсов на выходы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 и 20 совпадения.

В то же самое время с выходов генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений положительные пилообразные импульсы через компенсирующие элементы 12 и 16 поступают на вход сумматоров 11 и 18 соответственно.

t5

При отсутствии входного наппяжения на выходе сумматора 11 формируется отрицательный пилообразный импульс, амплитуда которого по модулю в момент прихода пилообразного импульса равна постоянному напряжению на выходе источника 5 порогового напряжения а на выходе сумматора 18 формируется положительный пилообразный, импульс, амплитуда которого равна положительному напряжению на выходе источника 17 опорного напряжения. Таким образом, при отсутствии входного сигнала напряжения на выходах сумматоров 11

18 не могут быть больше по модулю опорных напряжений источников 5 и

17 пороговых напряжений соответственно,и на выходах сравнивающих устройств 10 и 19 поддерживаются напряжения; запрещающие прохождение счетных импульсов на входы. реверсивного счетчика 21 через элементы

13 и 20 совпадения.

В моменты пауз, когда пилообразные импульсы на выходах генераторов

4 и 15 пилообразных напряжений отсутствуют, конденсаторы 7 в источниках 5 и 21 пороговых напряжений медленно разряжаются через резисторы 8 до величины большей чем ожидае1 мое изменение амплитуды пилообраэного напряжения. При этом на выходах сравнивающих устройств 10 и 19 поддерживаются напряжения1запрещающие прохождение счетных импульсов на входы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 н 20 совпадений.

В следующий период тактовых импульсов, в генераторах 4 и 15 пилообразных напряжений вырабатываются новые пилообразные импульсы, которые заряжают конденсаторы 7 источников 5 и 17 порогового напряжения до новых амплитудных значений и на . выходах сравнивающих устройств 10 и 19 отсутствуют счетные импульсы и на выходе преобразователя (на выходе счетчика) поддерживается . код, соответствующий нулевому напряжению на входе. преобразователя.

При поступлении на вход устройства положительного напряжения, напряжение на выходе аналогового сумматора по модулю становится меньше » чем постоянное напряжение на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного сигнала н на выходе сравнивающего устройст1197082 ва 10 поддерживается напряжение запрещающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 2 импульсов на первый вход реверсив5 ного счетчика 21 через элемент 13 совпадения. В это же самое время на выходе аналогового сумматора

18 напряжение становится больше на величину входного напряжения, чем на выходе. источника 17 порогового напряжения, на выходе сравнивающего устройства 19 вырабатывается напряжение, разрешающее прохождение счетных импульсов на вторрй вход ревер-, сивного счетчика через элемент 20 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода делителя 2 частоты на третий вход элемента 20 совпадения поступает 2п положительный импульс,подготавливающий к работе элемент 20 совпадения.

На выходе преобразователя (счетчика) устанавливается число (код), пропорциональное величине положительного 25 напряжения за такт работы устройства.

При поступлении на вход устройства постоянного отрицательного напря. жения, напряжение на выходе аналого— вого сумматора 18 по модулю будет меньше, чем на выходе источника 17 порогового напряжения на величину входного напряжения и на выходе 19 сравнивающего напряжения будет напряжение, запрещающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 1 импульсов на второй вход реверсивного счетчика через элемент 20 совпадения.

В то.же самое время на выходе аналогового сумматора 11 напряжение по модулю будет больше, чем на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного отрицательного напряжения,на выходе сравнивающего устройства 10 вырабатывается напряжение разрешающее прохож-дение счетных импульсов на первый вход реверсивного счетчика 21 через элемент 13 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода инвертора 22 на третий вход элемента 13 совпадения поступает положительный импульс, подготавливающий к работе элемент 13 совпадения. На выходе преобразователя (счетчика) устанавливается число (код),пропорциональное величине отрицательного входного напряжения за такт работы устройства.

Для управления направлением счета используется либо тактовый импульс с выхода делителя 2 частоты, либо с выхода инвертора 22 в зависимости от назначения и структуры построения реверсивного счетчика.

Ввиду того, что одновременное присутствие на входах элементов !3

I и 20 совпадений импульсов,разрешающих прохождение счетных импульсов на оба входа счетчика исключено, автоматически исключается присутствие счетных имульсов на обоих входах счетчика при прохождении сигнала через нуль,так как импульсы разрешающие прохождение счетных импульсов на входы счетчика через элементы совпадения могут присутствовать на входах элементов 13 и 21 совпадения только в разные полупериоды тактовой частоты.! 197082

Составитель В.Махнанов

Редактор Г.Волкова Техред З.Палий КорректорМ.Демчик

Заказ 7576/58 .Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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