Преобразователь напряжения в интервал времени

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах специального и универсального назначения. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит два интегратора, источник образцовых токов, компаратор, анализатор знака, генератор импульсов, ключевые и логические элементы. Высокое быстродействие достигается за счет получения информации о входном сигнале в течение каждого периода тактовой частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 H Q3 М 1,;л7 в2и гнал али- О оде (© сиггнал

35— ков ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746749/24 (22) 03,10.89 (46) 07.10.91. Бюл, М 37 (71) Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов (72) А.Б.Андреев, В.А.Баранов, В,А.Баранов и Н.А.Ермолаев (53) 681,325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1001462, кл. Н 03 M 1/52, 1981.

Авторское свидетельство СССР

M 1524179, кл, Н 03 М 1/52, 1988, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В

ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах специального и универсального назначения.

Цель изобретения — повышение быстродействия, На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы его работы, Преобразователь напряжения в интервал времени содержит выходную шину 1, первый интегратор 2, первый ключ 3 переключателя, коммутатор 4, источник 5 образцовых токов, входную шину 6, второй интегратор 7, компарвтор 8, анализатор 9 знака, общую шину 10, первый 0-триггер 11, генератор 12 импульсов, Т-триггер 13, первый элемент И 14, первый и второй блоки 15 и 16 сброса, второй ключ 17 переключателя, второй и третий 0-триггеры 18 и 19, элемент

НЕ 20, элемент 2И вЂ” ИЛИ-НЕ 21, элемент НЕ

22, второй элемент И 23, элемент ИЛИ 24, 50 „„1683174 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах специального и универсального назначения. Цель изобретения— повышение быстродействия. Устройство содержит два интегратора, источник образцавых токов, компаратор, анализатор знака, генератор импульсов, ключевые и логические элементы. Высокое быстродействие достигается за счет получения информации о входном сигнале в течение каждого периода тактовой частоты. 2 ил, На фиг.2 обозначены: 25 — выход сигнал генератора 12 импульсов, 26 — си на входной шине б, 27 и 28 — выход сигналы первого и второго интеграторо

7 соответственно, 29 — выходной си компаратора 8, 30 — выходной сигнал ан затора знака, 31 — сигнал на прямом вых первого 0-триггера 11, 32 — выходной нал элемента 2И-ИЛИ-НЕ 21, 33 — си на прямом выходе T-триггера 13, 34 и входные сигналы первого и второго бло

15 и 16 сброса соответственно, 36 и 37 выходные сигналы первого и второго элементов И 14 и 23 соответственно, 38 — сигнал на клемме выходнои шины 1.

Работает преобразователь следуг им образом, Пусть на входную шину подано напряжение U>(t) = Ох = const > О, тогда на выходе коммутатора 4 будет образцовый ток 4 < 0 (т,е, — !о). В момент времени tp (фиг,2) с приходом импульса с генератора 12 импульcoIf О"!! ляe;,;;. Второй 0-триггер 18, GT <»i!Q -!3;i :,ер,l-.»!)i блок 15 cброса, а Т-триггер 13 и;- РВ:;0, ..Iûò );: I-,octояние 0, PBBP6NBA пРО хо)кде)II»!6 :иГнала чеРез ВтОРОи элемент И ..:, :; и запрещая через первый элемент И 14.

Состояние третьего О-триггера 19 остается прежним, т,6, нулевым. При этом единичныЙ

Выходной уровень BTopQf0 эл8мента И 23 открывает второй ключ 17, с помощью которого на второй вход второго интегратора 7 поДаетсЯ обРазЦовый TQK — 1о В РезУльтате перечисленных процессов выходное напряжение перво;î интегра1ора 2 изменяется от -П»»1Я Г»0 ЗВКОНУ

uli =- —,. f Ux 01, 1 т1

ГДВ т1 — ГIGcTQA HHBq ВР6м8ни f)ePBGf o интеГрВТор3 2, 3 ВторОГО NHTÂI рВТорВ 7 — От начал ьнь1х условий, обусловленннх

U предь)д)»щит»» тактом (02о =- 1, где 12—

Г!ОстояннаЯ BP6M6HN РтОРОГО интеГPBTQPB 7, Т вЂ” период следования и.» lyJ!bcGB C!-8HepBто ра 12 им пул ьсов), по закону

Ц„ .)21 =- -- —,"- T .-+ —. ) Я» I dt „ о

Г:,6 R2 — сопротивление Второго интегратора (, В момент времени ;-1 (фиГ.2) ВЫХОДные

Нап РЯЖ811ИЯ H8PBGÃG И ВТОРОГО ИНТВГPBTQ ров 2 и 7 рказь»ва»отся»)ав уы)1»и, и О приво.»)и к!. .раба fb! Вани!О кОмпаpатора 8, СиГнал послеЦнего Обусловливает ПОЯВление i на

Вb ходе злеf 6!-;та 2у1 —,»;)», /1 — »1l". 21, что Вызы

»»Bp) i» Л») :. ч Ц) f "; 3 7 ". »-. Q Г) Q1!i Ор» 1 9 р» !.; 1»

c»о!IхIri6, 3 I"!",6308!»e!);!! 3 к Ркл»очению

=: т Г! I) Q I 0»)»I Q K 3 (б» " "» " 3 N ч 6 ив 3 ВTQ о Q»и зл 6 мРн Г И 23 е размыканию ВторОГО ключа 1 i, В ))езультате ВыхОДн08 напрЯжение ВтОроГО интегратоpB 7 станОВИ Гся pBBHblN H)»»lfo, 8ОВОГО ИНТ8 р3ТОра 2 Г»родолжает ИзмеНЯ ГЬСЯ Г)О TQI" У Же 33KGH)».

В:10м)HI epe!48HN 12 (фиг,2) прихОдит новый имп) льс с Генератора 12 импульсов,,"-1 f)63)»<)bTBT8 Обн »ляет» я TQ8 INYI D" f-риггер

, 9, Отклк)чая BTopQA Олок 16 cvpocB, 3 тоиггep 13 пеоеходиг В состояние 1, pàeрешая про)<ождение сигнала чер8э первый э»»ем»ент И 1!4 и запрещаЯ через Второй элемент 1»1 23. СостОЯние Вто»)ОГО г)"триГГера 18

ОстЗется прежним, т.е, нулевым. При этом единичный уровень п6рвОГО Элемента И 14

»" ткОЫВ38т первый клк)ч 3, с помо»щь»О кОтО" роi"О HB первый вход первого NHTef pB-.. Gpe 2

ПОД36ТСЯ Обраэцовый !GK Io. В рВЗулЬТВТ8

ВЫХОДН08 НВПРЯ)КВНИ6 BTGPOf O NHT8f PBÒÎÎB . изм6няется QT нуля по закону

I -»22,1 - х О Т »

3 первого интегратора 2 — от на::,альных условий, обусловленных предыдущим тактом

021, ПРИ Т=(t2 — to) ПО ЗаКОНУ их 1

5 71 T;f

012 = — Т + —.) Н1 !о

2, 4 »»

„— / u„at-„"- f(U,-»»,7)at- f (v;at=o;

»., » Су

1 1, ) „ 1 (t t 4

25 ОтСЮда, ОбОЗНаЧая t2 — tо = t4 t2 = Т, ТЗ-t2 = Txi ТЬ вЂ” <4 =- ) х2 и принимая т 1 = .2 = т и 81 = R2 = R, получают 3х à — (Ux RIo) Гх1 + Ux Txi Бхt (Ux4) >x2 + Ux 1х2 = О

ИЛИ

u,т и,Т

Ix1:- ; )х2 =- —— Io R o

Г1ри смене знака Входного сигнала, наг ример, Б момент времени te (фиг.2) выходHbIe напряжения первого и второго интеграторов 2 и 7 возрастают, Выходное наг ряжение первого интегратора 2 в данном случае в момент времени Тт (фиг.2) достигает нуля, что приводит к срабатыванию анализатора 9 знака, который настроен на уровень срабатывания 0+, С приходом ближайшего импульса с генератора 12 импульсов переключается первый I-триггер 11, а следовательно, и коммутатор 4, который тегарь обеспечивает подкаючение через первый и Второй ключи 3 и 17 положительного образцового тока +Io к входам первого и второго интеграторов 2 и 7, Далее работа происходит аналогично вышеописанному.

Таким образом, в соответствии с приведенным принципом работы преобразователя информация о входном сигнале в виде

ИНтараапа ВРЕМЕНИ Тх1 ИЛИ Тх2, КОтОрЫЕ тождественны друг другу, получается в каждом периоде импульсной последовательности генератора 12 импульсов, Формула изобретения

Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий первый интеграВ момент времени te (фиг,2) срабатывает компаратор 8, что вызывает перекпюче10 ние второго О-триггера 18 в "1", 3 следовательно, к вкл,п":нию первого блока

13 сброса и через первый элемент И 14 к размыканию первого ключа 3. В результате выходное напряжение ffep60! Q интегратора

15 2 становится равным нулю, а второго интегратора 7 продолжает изменяться по тому же

BBKQHY.

В результате перечислеь»ных процессов

1683174 тор, первый вход которого подключен через переключатель к выходу коммутатора, инфо1змационные входы которого подключены к соответствующим выходам источника образцовых токов, второй вход является вход- 5 ной. шиной и через второй интегратор подключен к первому входу компаратора, а выход соединен с вторым входом компаратора и первым входом анализатора знака, второй вход которого является общей ши- 10 ной, а выход соединен с 0-входом первого

О-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а

С-вход- с выходом генератора импульсов и объединен с входом Т-триггера, прямой вы- 15 ход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом переключателя, первый и второй блоки сброса, выходы которых подключены к третьему и 20 второму входам соответственно первого и второго интеграторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элементы НЕ, 2И вЂ” ИЛИНЕ, ИЛИ, второй элемент И, второй и третий 25

0-триггеры, R-входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, С-входы третьего 0-триггера непосредственно, а второго 0-триггера через первый элемент hE подключены к выходу элемента

2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, первые входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами перво: о D-триггера, второй вход первой группы непосредственно, а второй вход второй группы через второй элемент

НЕ соединены свыходом компаратора,,Dвходы второго и третьего 0-триггеров подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Т-триггера, прямые выходы второго и третьего D-триггеров соединены с входами соответственно первого и второго блоков сброса, а инверсные выходы подключены соответственно к второму входу первого элемента И и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с 0-входом третьего 0-триггера, а выход — с вторым управляющим входом пе-. реключателя и с первым входом элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход является выходной шиной, при этом дополнительный выход переключателя соединен с третьим входом второго интегратора.

1683174

Составитель В. Махнанов

Редактор Т, Юрчикова Техред M.Моргентал Корректор М, Кучерявая

Заказ 3421 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101