Преобразователь переменного напряжения в код

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в цифровых вольтметрах и регистраторах. Изобретение повышает надежность работы и расширяет частотный диапазон. Это достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код, содержащий компаратор 2, цифроаналоговый преобразователь 4, формирователь 6 импульсов, триггерный регистр 5, регистр сдвига 10 на D-триггерах, введены два D-триггера 3, 7, RS-триггер 9, элемент И-НЕ 8, счетчик 11, переключатель 12 частотного режима, инвертор 13, а триггерный регистр 5 выполнен на D-триггерах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я) 4 H 03 М 1 46

1 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4336519/24-24 (22) 16.09.87 (46) 15,11.89. Бюл. ) - 42 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им.М.Азизбекова (72) M.Ï.Ãðàíoâñêèé и Э.А.Тургиев (53) 681.325(088.8) (56) Смолов В.Б, Универсальные электронные преобразователи информации, 1971, с.192-196, рис.111.6.

Авторское свидетельство СССР

11 1014138, кл. Н 03 M 1/46, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и мо2 жет быть использовано в цифровых вольтметрах и регистраторах. Изобре тение повышает надежность работы и расширяет частотный диапазон. Это достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код, содержащий компаратор 2, цифроаналоговый преобразователь 4, формирователь 6 импульсов, триггерный регистр 5, регистр 10 сдвига на D"òðèãгерах, введены два D-триггера Зи 7, RS-триггер 9, элемент И-НЕ 8, счетчик li переключатель 12 частотного режима, инвертор 13, а триггерный регистр 5 выполнен на D-триггерах.

1 ил.

1522404

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в цифровых вольтметрах и регистраторах.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение частотного диапазона.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Устройство содержит входную шину 1, компаратор 2, D-триггер 3, цифроаналоговый преобразователь (фП) 4,триггерный регистр 5 íà D-триггерах,формирователь 6 импульсов, D-триггер 7, элемент И-НЕ 8, RS-триггер 9, регистр 10 сдвига на D-триггерах, счетчик 11 импульсов, переключатель 12 частотного режима, инвертор 13 и шину 14 "Конец преббразования".

Устройство работает спедующим образом.

Поступающее измеряемое переменное напряжение формируется формирователем 6 в однополярные положительные импульсы с крутыми фронтами, которые поступают на С-вход D-триггера 3, устанавливая его в "0" по прямому выходу, который соединен с D-входами

D-триггеров триггерного регистра 5. 0

Одновременно эти же импульсы через переключатель 12 и инвертор 13 посту1 пают на С-входы D-триггеров регистра 10. Однополярные (короткие) положительные импульсы с круглъ ии фронтами формируются на выходе фор мирователя 6 в моменты перехода через "О" .накопительного полупериода напряжения в отрицательный полупериод, чтобы можно было компенсирую- 40 щее напряжение заблаговременно подать на компаратор 2, т.е. во время отрицательного полупериода и до появления положительного полупериода переменного напряжения, который на 45 участке возрастания используется в качестве развертывающегося напряжения, сравниваемого компаратором 2 с компенсирующим напряжением от

ЦАП 4. В связи с этим необходима высокая чувствительность формирователем 6 по входу, поэтому он содержит усилитель-ограничитель на входе и формирователь короткого импульса на выходе.

Преобразование начинается с приходом сигнала Запуск", поступающего на

С-вход D-триггера 7, который при этом устанавливается в "1", деблокируя элемент 8. Ближайший к моменту запуска положительный импульс с формирователя 6 преобразуется элементом 8 в короткий отрицательный импульс, который устанавливает по S-входам

D-триггеры регистра 10 в единичное (исходное) состояние, D-триггер старшего разряда регистра 5 — в "1", а остальные D-триггеры — в "0". Одновременно импульс с выхода элемента 8 устанавливает D- u RS-триггеры 7 и 9 в состояние "0". При этом D-триггером 7 блокируется вход элемента 8 и прекращается действие импульса на его выходе, т,е, заканчивается запуск устройства и начинается преобразование.

С выхода ЦАП 4 на компаратор 2 поступает напряжение U = 11 - 2 где 11 — напряжение, Соответствующее младшему разряду; N — - разрядность преобразователя, при .котором на выходе компаратора образуется "1", не воздействующая на D-триггер 3, кото- . рый остается в нулевом состоянии.

Если амплитуда измеряемого (преобразуемого) напряжения превьппает уровень П „, то на выходе компаратора вырабатывается "0" пв которому

D-триггер 3 перейдет в единичное состояние и запомнит "0" компаратора 2 на все остальное время такта. По окончании положительной полуволны входного сигнала на выходе инвертора 13 образуется положительный фронт импульса, по которому "0" с RS-триггера 9 запишется в D-триггер (N-1)-ro старшего разряда регистра 10, который переключит триггер 9 в состояние "1".

При этом в состояние "1" перейдет также второй (Н-2)-й 0-триггер регистра 5 и с него на С-вход первого (N-1)-ro D-триггера поступит положительный фронт импульса, которым "1" с выхода D-триггера 3 будет подтверждено единичное состояние D-триггера старшего разряда регистра 5 °

Если же амплитуда измеряемого напряжения меньше уровня П „, то крмпаратор 2 выдаст "1" и D-триггер 3 останется в P". В момент поступления положительного фронта импульса на

С-вход D-триггера регистра 5 в него будет записан "0", т.е. этот Эгтриггер сбросится.

С приходом следующего (второго) периода положительный импульс с формирователя 6 установит D-триггер 3

5 15224 опять в "0", а отрицательный фронт импульса произведет сдвиг "0" в регистре 10 вправо ° На выходе второго

D-триггера регистра 10 возникнет "0", по которому третий (N-3)-й Р-триггер регистра 5 перейдет в "1", поступающую на ЦАП 4 и С-вход. второго (N-2)-ro D-триггера регистра 5, в который произойдет запись по Р-входу состояния D-триггера 3 во втором периоде (такте) входного сигнала и так до тех пор, пока не будет опрошен D-триггер младшего разряда регистра 5 с помощью последнего D-триггера регистра 10, который выдаст сигнал, "Конец преобразования".

Таким образом, в триггерном регистре 5 по каждому периоду входного сигнала вырабатывается код его амплитуды 20 в соответствии с состояниями компаратора 2 и триггера 3.

Время преобразования й„, определяется разрядностью N и периодом следования Т измеряемого напряжения: 25

tp = N Т.

Р

Частотный диапазон преобразователя зависит в основном от быстродействия ключей ЦАП, время срабатывания которых составляет i 2 мкс. Поэтому для преобразования напряжения частотой выше 1 МГц устройство содержит счетчик 11, который делит входную частоту импульсов, сформированных формирователем б и поступающих на синхровходы D-триггеров через переключа35 тель 12 и инвертор 13. При этом допустимая частота преобразуемого напряжения повышается до 10-16 МГц и определяется уже быстродействием компарато- 40 .ра 2 и связанного с ним D-триггера 3.

Срабатывание компаратора несколько раз эа один такт сдвигающих импульсов не влияет на параметры преобразовате,ля, такие как точность и быстродействие. Без каких-либо, изменений преобразователь может измерять амплитуду импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в код, содержащий компаратор, первый вход которого объединен с инверсным входом формирователя импульсов и является входной шиной, второй вход соединен с выходами цифроаналогового преобразователя, входы которого поразрядно соединены с соответст04 6 вующими выходами триггеров триггерного регистра и являются выходной шиной, регистр сдвига Hà D-триггерах, С-входы которых объединены, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения частотного диапазона, в него введены два D-триггера, RS-триггер, элемент

И-НЕ, счетчик импульсов, переключатель частотного режима, инвертор, а: триггерный регистр выполнен íà D-триггерах, причем выход инвертора соединен с С-входом первого Р-триггера регистра сдвига, а вход — с выходом переключателя частотного режима, первые входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, второй вход переключателя частотного режима объединен с входом счетчика импульсов, первым входом элемента

И-НЕ, С-входом первого D-триггера и соединен с выходом. формирователя импульсов, D-вход первого D-триггера является шиной нулевого потенциала, S-вход соединен с выходом компаратора, R-вход объединен с R-входом второго Р-триггера, S-входом первого

D-триггера триггерного регистра, Rвходами остальных Р-триггеров триггерного регистра, S-входами D-триггеров регистра сдвига, инверсным

R-входом RS-триггера и соединен с выходом элемента И-HE второй вход которого соединен с выходом второго

D-триггера, С-вход которого является шиной запуска, D-вход — шиной логической единицы, выход RS-триггера соединен с D-входом первого D-триггера регистра сдвига, выход первого D-триггера регистра .сдвига соединен с

D-входом второго D-триггера регистра сдвига, инверсным S-входом RS-триггера и S-входом второго D-триггера триггерного регистра, выход каждого

i-го D-триггера регистра сдвига,кроме первого D-триггера, соединен с

D-входом (i+1)-го D-триггера регистра сдвига и S-входом (i+1) -го D- òðèããåðà триггер ного реги стр а, выход последнего D-триггера регистра сдвига соединен с С-входом последнего D-триггера триггерного регистра и является шиной .

"Конец преобразования", выход первого D-триггера соединен с D-входами всех D-триггеров триггерного регистра, С-вход i-го Р-триггера триггерного регистра соединен с выходом (i+1)-ro

D-триггера триггерного регистра,