Устройство для определения приращений аналогового сигнала
Изобретение относится к вычнслитепьной технике и может найти применение в различных устройствах аналогового назначения. Целью изобретения является повышение устойчивости устройства. Оно содержит восемь пар последовательно включенных ключей, мостовой ключ, пять накопительных конденсаторов, операционный тель, генератор импульсов, а Tafciice два триггера и два элемента И, выполняющие функции блока управления. Достижение поставленной цели обеспечено за счет новых связей между составныуш элементами устройства. 1 ил сл ю 00 00 tc ю
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (gg 4 G 06 G 7/186
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3863154/24-24 (22) 22.02.85 (46) 07.02.87. Бюл. Р 5 (71) Минский радиотехнический институ т
{72) В.А,Кеппппьян и А.А.Крокопенко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 982016, кл. С 06 G 7/18, 1981.
Авторское свидетельство СССР
У 1251112, кл. G Об G 7/186, !
2.02.85.
„„SU„„1288722 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЙ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в различных устройствах аналогового назначения. Целью изобретения является повьппение устойчивости устройства. Оно содержит восемь пар последовательно включенных ключей, мостовой ключ, пять накопительных конденсаторов, операционный усилитель, генератор импульсов, а таКЖе два триггера и два элемента И, выполняющие функции блока управления.
Достижение поставленной цели обеспечено за счет новых связей между составньии элементами устройства. 1 ил;
8/22
1 l28
Изобретение относится к вычис:лительной технике и может найти применение в различных устройствах аналогового назначения.
Цель изобретения — повышение устойчивости устройства.
На чертеже приведена схема устройства, Устройство содержит первую 1 и 2, вторую 3 и 4, третью 5 и 6, четвертую 7 и 8, пятую 9 и 10 шестую 11и 12, седьмую 13 и 14 и восьмую 15 и
16 пары последовательно включенных ключей, мостовой ключ на ключах 17
20, пять накопительных конденсаторов
21 — 25, операционный усилитель 26 и блок 27 управления, подключенный к выходу генератора 28 импульсов.
Блок 27 управления содержит триггера 29 и 30 и элементы И 31 и 32, соединенные между собой и с управляющими входами ключей 1-20 по приведенной схеме.
Устройство работает следующим образом.
Сигналы от генератора 28 тактовых импульсов поступают на первые входы первого 29 и.второго 30 триггеров, которые представляют собой тактируемые передним фронтом триггера. Пусть исходное состояние обоих триггеров
29 и 30 соответствует состоянию логического нуля. Тогда на инверсном выходе первого триггера существует логическая единица, которая поступает на второй (управляющий) вход первого триггера 29. С приходом первого тактового импульса в момент времени t=O первый триггер 29 (по переднему фронту первого тактового импульса) переходит в новое устойчивое состояние и на его первом (прямом) выходе появляется логическая единица. В это время триггер 30 остается в состоянии логического нуля, В этот момент времени (t=0) на выходе первого элемента И 31 появляется управляющий импульс, равный по длительности тактовому импульсу с выхода генератора 28 импульсов. В это же время на первом (прямом) выходе первого триггера 29 существует импульс по длительности равный периоду следования импульсов с генератора 28 импульсов, Таким образом, в момент времени
t=0 управляющие импульсы включают ключи 2, 5, 9,.12, 14, 15,. 4 и 7, а
55 управляк>щне импульсы с выхода триггера 29 — ключи 17 и 20. 1!ри этом происходит заряд через ключи 5, 7 и
9, 12 запоминающих конденсаторов 22 и 23 до входного напряжения, существующего на входе ЗЗ н момент време— ни = О, т е, Q „(О) = CÄU (О);О„(О) =С„и, {О), где U — напряжение;
С вЂ” емкость, Q — - заряд.
В это время запоминающий конденсатор 21 не заряжается, так как ключи 1 и 3 закрыты.
В результате того, что ключи 17 и 20 в это время также открыты, то существует следующее зарядное уравнение:
С И, (О) C„ И, (О) .
В следующий момент времени t = 1 по второму тактовому импульсу с выхода генератора 28 импульсов триггер 29 переходит в состояние логического нуля, а триггер 30 — в состоя-ние логической единицы, поэтому на выходе второго элемента И 32 появляется управляющий импульс. Управляющий импульс существует в это время и на выходе триггера 30, По управляющему импульсу с выхода элемента
И 32 включаются ключи 1, 6, 10 11, 13, 16, 3 и 8, а по управляющему импульсу с триггера 30 — ключи 18 и 19.
Остальные ключи при этом закрыты, При этом происходит заряд накопительного (запоминающего) конденсатора 21 через ключи 1 и 3, а также заряд накопительного конденсатора 24 через ключи !3 и 16 до входного напряжения U (1), существующего в момент времени t = 1 на входе 33 устройства, Это напряжение существует на запоминающих конденсаторах 21 и
24 до следующего тактового импульса с выхода генератора 28 импульсов, Заряд, существующий к моменту на конденсаторе 23, в момент
С = Разряжается через ключи 10 и 11 на шину нулевого потенциала. В это время конденсатор 22, заряженный в момент времени t = О до напряжения
U (О), разряжается через ключи 6 и 8 на инвертирующий вход операционного усилителя 26, Причем, когда запоминающий конденсатор 22 разряжается, его обкладки так ориентированы (относительно момента времени, когда запоминающий конденсатор 22 заряжа1288722 ется), что меняется их полярность на противоположную относительно полярности входного сигнала. Конденсатор
24, заряжаясь до входного напряжения U (1), передает свой заряд на инвертирующий вход операционного усилителя 26 без изменения полярности ,входного сигнала -и без задержки.
B это же время происходит перезаряд конденсатора 25 от напряжения U (О), существующего в момент времени t = О, до напряжения U,.(1), существующего в момент времени t = 1 за счет того, что коммутация ключей 17 и 20, а затем ключей 18 и 19 приводит каждый 15 раз к подключению обкладок конденсатора 25, заряженных в каждый предыдущий момент таким образом, что они всегда ориентированы противоположной полярностью относительно напряжения, до которого этот конденсатор должен зарядиться в текущий момент времени, В соответствии с изложенным для момента времени t = 1 зарядное уравнение имеет вид
c„U, (1)-c„U, (О) =с„и, (1)+
+c U (o).
Для момента времени t = 2 включаются ключи, которые включались в момент времени t = О. Происходит заряд и запоминание конденсатора 22 до напряжения U,(2), разряд конденсатора 24 на шину нулевого потенциала через ключи 14 и 15 и происходит разряд кондейсатора 21 (с изменением полярности, как и для конденсатора 22), а также прямая передача заряда конденсатором 23 через ключи
9 и 12 на инвертирующий вход операционного усилителя 26 и перезаряд конденсатора 25 через ключи 17 и 20, Таким образом, для момента времени
t 2 соответствует следующее зарядное уравнение:
СдзU, (2)-С, U„(1)= С U (2)+
+ C„U, (1) .
xU (п-1)-U (n — 1), 5 Из полученного выражения видно, что выходное напряжение, существующее в каждый 1-й момент времени на выходе 34, определяет приращение входного напряжения. Причем третье слагае10 мое Б (п-1), входящее в это выраже ние, исключает накопление заряда на конденсаторе 25, что повышает точность определения приращения входного напряжения.
Устройство для опр деления приращений аналогового сигнала, сод"..ржа20 щее мостовой ключ, в одну диагональ которого включен первый накопительный конденсатор, а другая диагональ включена между выходом устройства и инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход является выходом устройства, первый и второй триггеры и первый и второй элементы И, одни входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, а другие подсоединены к первым выходам соответственно первого и второго триггеров, к которым попарно
35 подключены управляющие входы ключей противоположных плеч мостового ключа, второй, третий, четвертый и пятый накопительные конденсаторы, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую и восьмую пары последовательно соединенных ключей, первые входы обоих триггеров объединены и соединены с выходом генератора импульсов, первый выход первого триг4> гера подключен к второму входу второго триггера, а второй выход первого триггера соединен с его вторым входом, второй, третий, четвертый и пятый накопительные конденсаторы включены между общими выводами ключей соответственно первой и второй, третьей и четвертой, пятой и шестой, седьмой и восьмой пар, свободные информационные выводы первых ключей второй и четвертой пар и вторых ключей первой и третьей пар соединены с шиной нулевого потенциала, а свободные информационные выводы вторых
Далее процесс повторяется, Если предположить, что
С„- С„- С„- С„- С,, то для и-го момента времени приращение напряжения определяется как
С,U,(n)-С,U,(n-1)=C„ U (и)+
+С У (п-1), Тогда выходное напряжение на выходе 34 определяется
Формула изобретения
1288722
«хред М.Ходанич Корректор Л,Пилипенко
Редактор Н.Бобкова
Тираж 694 Подписное
ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7811/49
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ключей второй, четвертой, шестой и восьмой пар подключены к инвертнрующеку входу операционного усилителя, свободный информационный вывод первого ключа седьмой пары соединен с 5 входом устройства, управляющие входы первого и второго ключей шестой пары подсоединены соответственно к выводам второго и первого элементов
И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, t0 с целью повышения устойчивости, в нем свободные информационные выводы первых ключей первой, третьей и пятой пар подключены к входу устройства, свободные информационные выводы первых ключей шестой н восьмой пар и вторых ключей пятой и седьмой пар соединены с шиной нулевого потенциала, управляющие входы первых ключей первой, второй, шестой и седьмой пар н вторых ключей третьей, четвертой, пятой и восьмой пар подключены к выходу второго элемента И, а управляющие входы первых ключей третьей, четвертой, пятой и восьмой пар и вторых ключей первой, второй, шестой и седьмой пар — к выходу первого элемента И.
