Следящий преобразователь напряжение — код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

}}о}са Советскиа

6о}}иалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 18.1Ч.1969 (№ 1322219/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опуоликовано 26,11I.1971. Бю.плетень № 12

Дата опубликования описания 21 V.1971

МПК Н 03k 13/1?

Н ОЗК 13/20

G 06j 3/00

Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088,8) 1;:; --.----;----:11 4 н о } ° Я 1 } 1 ы

К В Сафронова Г П Шлыков и В М Шлян и

Авторы изобретения

Заявитель

Пензенский политехнический институт

СЛЕДЯЩИЙ ПРЕОбРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИŠ— КОД

Изобретение относится к области электроприборостроения и может быть использовано в измерительной и вычислительной технИке, а также в автоматизированных системах управления для преобразования аналоговой величины в цифровую форму.

Устойчивость следящих преобразователей напряжение — код, представляющих собой замкнутую автоматическую систему, зависит от его статических и динамических характеристик.

В известных преобразователях возникают автоколебания, вызываемые переходными процессами в элементах преобразователей. В наибольшей степени сказывается инерционность устройства сравнения неизвестной и компенсирующей величин и ключей в преобразователе код — напряжение в цепи обратной связи, так как у остальных элементов не представляет особой трудности обеспечить быстродействие по крайней мере на порядок выше. Причем среди усилителей, используемых в устройствах сравнения, наибольшей инерционностью обладают усилители с модуляцией, и именно они получили наибольшее распространение в точных приборах. Точно также, как среди полупроводниковых ключей, используемых в преобразователях код — напряжение с точным параллельным делителем наибольшее распространение получили двухпозиционные ключи, транзисторы которых работают в режиме глубокого насыщения и, следовательно, переходные процессы в них имеют значительную продолжительность, в результате чего в компен5 сирующем напряжении появляются «выбросы», амплитуда которых тем больше, чем больше триггеров реверсивного счетчика одновременно сбрасывается из 1 в О.

В этом случае, если усилитель устройства

10 сравнения не обладает достаточно хорошей перегрузочной способностью, такая величина напряжения «выброса» в компенсирующем напряжении способна вызвать в нем переходный процесс, длительность которого может

15 превысить время одного такта. В результате в следящем преобразователе возникнут автоколебания и сбои.

Целью предлагаемого изобретения является создание следящего преобразователя напря20 жение — код с устранением автоколебаний, вызываемых переходными процессами в элементах преобразователя, Указанный вид автоколебаний можно устранить, учитывая, что, во-первых, величина «выброса» в компенсиру.25 ющем напряжении становится значительной лишь при срабатывании стар}них ключей, а, во-вторых, реверс в счетчике не должен осуществляться с частотой большей, чем максимальная из интересующих частотных состав30 ляющих в преобразуемом сигнале.

299964

Ограничив полосу пропускания преобразователя частотой j, лежащей за наивысшей частотной составляющей преобразуемого сигнала, т. е. запретив осуществление реверса с частотой выше fi, можно устранить автоколебания.,,;УМ

Для этого при срабатывании любого из старших ключей в преобразователе код — напряжение, расположенном в цепи обратной связи следящего преобразователя напряжение — код (и соответственно перебрасыванием старших триггеров в реверсивном счетчике), 1 на некоторое время Т= следует запрещать

Л прохождение к реверсивному счетчику управляющих импульсов с устройства сравнения преобразуемого и компенсирующего напряжений.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что, с целью устранения автоколебаний, в него введены формирователь, ключ, импульсные схемы собирания, входы которых по положительным и отрицательным импульсам подключены к выходам триггеров старших разрядов реверсивного счетчика, а выходы — соединены со входами формирователя, подключенного к управляющему входу ключа, включенного между выходом устройства сравнения и входом реверсивного счетчика.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Она содержит устройство сравнения 1 преобразуемого напряжения 2 и компенсирующего напряжения 8, ключ 4 между устройством сравнения и реверсивным счетчиком 5 со старшими триггерами б, 7, 8; преобразователь код — напряжение 9 в цепи обратной связи и устройство устранения автоколебаний И, состоящее из импульсных схем собираний по положительным и отрицательным импульсам 11 и формирователя 12, выход которого соединен с ключом.

При переключении любого из старших триггеров из фронтов их сигналов формируются положительные и отрицательные импульсы, проходящие через схемы собирания и запускающие формирователь. Сигнал с выхода формирователя, длительность которого равна Т, закрывает ключ, таким образом запрещая прохождение импульсов от устройства сравне5

30 ния к реверсивному счетчику, пока не закончатся переходные процессы в устройстве сравнения. С целью последующей быстрой «догонки» преобразуемого напряжения устройство сравнения содержит ряд пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими разрядами реверсивного счетчика, причем значение порога срабатывания старшего порогового элемента определяется приращением входного сигнала за время Т при максимальной скорости изменения преобразуемой величины. Значения остальных порогов срабатывания выбираются, исходя из соображений обеспечения минимальной динамической погрешности.

Число разрядов реверсивного счетчика, подключаемых к устройству устранения автоколебаний, определяется экспериментально в каждом конкретном случае и зависит главным образом от инерционности устройства сравнения измеряемого и компенсирующего напряжений, Для того, чтобы получить несущественные нелинейные искажения при кодировании изменяющегося напряжения число старших разрядов, подсоединяемых к устройству устранения автоколебаний, следует выбирать не более 3 — 4. Кроме того, так как использование устройства устранения автоколебаний увеличивает время преобразования, то число старших разрядов можно определить также, исходя из быстродействия.

Предмет изобретения

Следящий преобразователь напряжение— код, содержащий устройство сравнения преобразуемого и компенсирующего напряжений, состоящее из усилителя и пороговых элементов, реверсивный счетчик и преобразователь код — напряжение, отличающийся тем, что, с целью устранения автоколебаний, в него введены формирователь, ключ, импульсные схемы собирания, входы которых по положительным и отрицательным импульсам подключены к выходам триггеров старших разрядов реверсивного счетчика, а выходы — соединены со входами формирователя, подключенного к управляющему входу ключа, включенногс между выходом устройства сравнения и входом реверсивного счетчика.

Редактор Е. Гончар

Составитель В. Д. Махнанов

Техред Л. Я. Левина Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 1308/6 Изд. № 577 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2