Преобразователь мгновенного значения переменных аналоговых сигналов
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для согласования по уровню выходного сигнала датчиков информации с аналого-цифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит входной делитель 1 напряжения, дифференциатор 2, синхронизатор 3, резисторы 4 - 7, источники 8, 9 опорного напряжения, двойные компараторы 10, 11, D-триггеры 20, 21, дизъюнкторы 22, 23 и ключи 24, 25 усилителя 26. Введение в известное устройство резисторов 12 - 15 двойных компараторов 16 17 и дизъюнкторов 18, 19 позволяет значение коэффициента усиления усилителя переключать в зависимости либо от величины первой производной входного сигнала по времени, либо в зависимости от величины самого входного сигнала, т.е. в зависимости от того, какая из величин в рассматриваемый момент времени имеет большое абсолютное значение, что позволяет устранить задержку на срабатывание устройства и повысить его быстродействие. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСХДАРСТВЕНН61И КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР6!ТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0с (7 (Я tQ (21) 4622159/21 (22) 20.12.88 (46) 07.07,91. Бюл, М 25 (72) В.Н,Бобровский и Б.А.Демидов (53) 621.314,1(088,8) (56) Бориговский В.Ф. ПТЭ, 1979, М 3, с. 125, Авторское свидетельство СССР М 1437739, кл. G 01 R 19/04, 1987. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для согласования по уровню выходного сигнала датчиков информации с аналого-цифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне. Цель изобретения— повышение быстродействия устройства. Ус„„ЯЦ„„1661656 Al тройство содержит входной делитель 1 напряжения, дифференциатор 2, синхронизатор 3, резисторы 4 — 7, источники 8, 9 опорного напряжения, двойные компараторы 10, l1, D-триггеры 20, 21, дизьюнкторы 22, 23 и ключи 24, 25 усилителя 26, Введение в устройство резисторов 12-15, двойных компараторов 16, 17 и диэъюнкторов 18, 19 позволяет значение коэффициента усиления усилителя переключать в зависимости либо от величины первой производной входного сигнала по времени, либо в зависимости от величины самого входного сигнала, т.е. в зависимости от того, какая из величин в рассматриваемый момент времени имеет большее абсолютное значение, что позволяет устранить задержку на срабатывание устройства и повысить его быстродействие. 1 ил. 1661656 Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для согласования по уровню выходного сигнала датчиков информации с аналого-цифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне, Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. На чертеже изображена схема преобразователя мгновенного значения переменных аналоговых сигналов, Преобразователь содержит входной делитель 1 напряжения, выход которого подсоединен к входам дифференциатора 2 и синхронизатора 3. Выход дифференциатора 2 подключен к первым выводам резисторов 4 и 5, вторые выводы которых подсоединены соответственно через резисторы 6 и 7 к выходам соответствующих источников 8 и 9 опорного напряжения и к первым неинвертирующим входам первого 10 и второго 11 двойных компараторов, втоpb!e неинвертирующие входы которых заземлены, Общие точки резисторов 4, 6 и 5, 7 подключены соответственно к вторым инвертирующим входам двойных компараторов 10 и 11, а первые инвертирующие входы этих же компараторов соединены с выходом дифференциатора. Выход входного делителя 1 подключен к первым выводам резисторов 12 и 13, вторые выводы которых подсоединены соответственно через резисторы 14 и 15 к выходам соответствующихисточников 8 и 9 опорного напряжения и к первым неинвертирующим входам третьего 16 и четвертого 17 двойных компараторов, вторые неинвертирующие входы которых заземлены. Общие точки резисторов 12, 14 и 13, 15 подключены соответственно к вторым инвертирующим входам двойных компараторов 16 и 17, а первые инвертирующие входы этих же компараторов соединены с выходом входного делителя 1 и с входом синхронизатора 3. Выходы первого 10 и третьего 16, второго 11 и четвертого 17 двойных,компараторов подсоединены соответственно к первым и вторым входам соответственно третьего 18 и четвертого 19 диэъюнкторов, выходы которых подключены соответственно к информационным входам первого 20 и второго 21 0-триггеров и к вторым входам соответственно первого 22 и второго 23 диэъюнкторов, первые входы которых соединены с выходом синхронизатора 3. Счетные входы первого 20 и второго 21 0-триггеров подсоединены соответственно к выходам первого 22 и второго 23 дизъюнкторов, а выходы этих же триггеров подключены соответственно к управляющим входам первого 24 и второго 25 ключей 45 лы, соответствующие уровню логической единицы, которые поступают соответственно на информационные входы D-триггеров 20 и 21 через дизьюнкторы 18 и 19 и на счетные входы этих триггеров через дизь50 55 ров через диэъюнкторы 23 и 22. Поэтому при 30 усилителя 26, вход которого соединен с выходом входного делителя 1 напряжения. Преобразователь работает следующим образом, Синхронизатор 3 вырабатывает синхроимпульсы в моменты перехода входного аналогового сигнала через нуль. Входной сигнал дифференцируется дифференциатором 2, выходное напряжение которого поступает на вторые инвертирующие входы двойных компараторов 10 и 11 через резисторы 4 и 5, и на первые инвертирующие входы этих же компараторов непосредственно, Опорное напряжение с выходов источников 8 и 9 опорного напряжения соответственно подается на вторые инвертирующие входы двойных компараторов 10 и 11 через резисторы 6 и 7 и на первые неинвертирующие входы этих компараторов непосредственно. Параллельно входной аналоговый сигнал с выхода входного делителя 1 поступает на вторые инвертирующие входы двойных компараторов 16 и 17 через резисторы 12 и 13 и на первые инвертирующие входы этих же компараторов непосредственно; О орное напряжение с выходов источников 8 и 9 опорного напряжения подается также на вторые инвертирующие входы двойных компараторов 16 и 17 через резисторы 14 и 15 и на первые неинвертирующие входы этих компараторов непосредственно. Вторые неинвертирующие входы двойных компараторов 10, 11 и 16, 17 заземлены, Таким образом, напряжение с выхода дифференциатора и входное напряжение с выхода входного делителя непрерывно. сравниваются с опорными напряжениями. С учетом этого, если модуль выходного напряжения дифференциатора или модуль входного напряжения превышает модули опорных напряжений, на выходе первого 10 и второго 11 или третьего 16 и четвертого 17 двойных компараторов появляются сигнаюнкторы 18 — 22 и 19 — 23 соответственно. При этом на выходах D-триггеров появляется сигнал логической единицы. Синхроимпульсы с выхода синхронизатора 3 продолжают поступать на счетные входы обоих триггеснижении выходного напряжения дифференциатора 2 и выходного напряжения ниже опорных напряжений при первом же синхроимпульсе на выходах D-триггеров появляется сигнал логического нуля. Выход1 1661656 ные сигналы D-триггеров 20 и 21 используются для управления соответственно ключами 24 и 25, которые переключают коэффициент усилителя 26 путем изменения сопротивления в цепи его отрицатель- 5 ной обратной связи. Таким образом,.значение коэффициента усиления усилителя 26 переключается в зависимости либо от величины первой производной входного сигнала по времени, ли- 10 бо в зависимости от величины самого входного сигнала, т.е. в зависимости от того, какая из величин в рассматриваемый момент времени имеет большее абсолютное значение. Тем самым устраняется задержка 15 на срабатывание устройства и повышается его быстродействие. Возврат 0-триггеров осуществляется синхроимпульсами с выхода синхронизатора 3, что ooecne :èåçåò постоянство коэффи- 20 циента усиления усилителя 26 в пределах полуволн входного сигнала, Предлагаемое устройство разработано для согл=.сования индукционных преобраэовател .:; ток — напряжение с аналого-циф- 25 ровым преобразователем, входное напряжение для которого не должно превышать 2В, Номинальное выходное напряжение индукционных преобразователей равно 148 (амплитудное значение) при возмож- 30 ном увеличении в отдельных режимах до тридцатикратного значения, т.е. до 420В. С учетом этого коэффициента деления входного делителя напряжений принят равным Ко = 210. Для перекрытия такого динамиче- 35 ского диапазона выбраны три значения коэффициентов усиления усилителя Ку = 32, Ку2 =4, Куз -= 1. Когда входной сигнал или его производная по модулю ниже модуля опорных напряжений, то усилитель работа- 40 ет с коэффициентом усиления К>1 =32. При подключении к цепи с измеряемым током его быстродействие практически не зависит от фазы включения и приближается к максимальному значению. 45 Благодаря простоте, высокой точности преобразования входного сигнала в большом динамическом диапазоне и высокому быстродействию преобразователь может найти широкое применение в самых различ- 50 ных приложениях электроники, автоматики и других областей техники, Формула изобретения Преобразователь мгновенного значе- 55 ния переменных аналоговых сигналов, содержащий входной делитель, вход которого соединен с входной клеммой, а выход которого через дифференциатор подключен к первым инвертирующим входам первого и второго двойных компараторов, первые неинвертирующие входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго источников опорного напряжения, вторые инвертирующие входы первого и второго двойных компараторов через первый и второй резисторы подключены к выходу дифферекциатора, а через третий и четвертый резисторы — соответственно к выходам первого,и второго источников опорного напряжения, вторые кеинвертирующие входы компараторов за, вел:лены, выход синхронизатора соединен с первыми входами первого и второго дизь:оккторов, выходы которых соответственно соединены со счетными входами первого и второго D-триггеров, выходы которых подкл,очекы соответственно к управляющим входам -ервого и второго ключей усилителя с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого вместе с входом синхронизатора подключен к выходу входного делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство дополнительно введены третий и четвертый двойные компараторы, третий и четвертый дизьюнкторы, выходы которых соответственно соединекы с информационнымии входами первого и второго D-триггеров и с вторыми входами первого и второго дизьюккторов, первый и второй входы третьего дизьюнктора соединены соответствекко с выходами первого и третьего двойных компараторов, первый и второй входы четвертого дизьюкктора соединены соответственно с выходами второго и четвертого двойных компараторов, причем выход входного делителя соединен с первыми иквертирующими входами третьего и четвертого двойных компараторов, первые кеинвертирующие входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго источников опорного напряжения, вторые инвертирующие входы третьего и четвертого двойных компараторов через пятый и шестой резисторы соединены с выходом входного делителя, а через седьл1ой и восьмой резисторы — с выходами соответственно первого и второго источников опорного напряжения, вторые кеиквертирующие входы третьего и четвертого двойных кол1параторов заземлены.
