Преобразователь напряжения в цифровой код

 

ОП ИСАНИЕ и зоы ити н ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистииеских . Республик (») 455557

1;

J (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.08.72 (21) 1820975/26-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл., Н 03k 13/20

Гасударстьенный иомитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.75,Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 23 О1 76 (53) УДК681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения И. П. Белякова, Г. Г. Живилов и В. В. Островерхов

4 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВ АТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ . В ЦИФРОВОЙ КОД

25

Изобретение относится к цифровой изме рительной технике.

Известен преобразователь напряжения в цифровой код, содержащий интегратор, вход которого через входные ключи соединен с выходом источника образцового напряжения и с выходом источника преобразуемого напряжения, а выход соединен, с первым входом первого сравнивающего устройства, выход которого соединен с первым входом вентиля, генератор колебаний образцовой частоты, первый выход которого через вентиль соединен со счетчиком, а второй выход через второй вентиль соединен с устройством, управляющим записью кода, выход счетчика подключен к входу управляющего устройства, выходы которого соединены с управляющими входами входных ключей, и интегратора.

Однако известный преобразои тель напряжения в цифровой код имеет недостаточное быстродействие.

11елью изобретения является повышение ! быстродействия преобразов ателя.

Для этого в преобразователь введены дополнительный счетчик, преобразоввтель кода в напряжение источник смещения и дополнительное сравнивающее устройство, при этом один из входов сравнивающего устройства подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, входы которого подсоединены к параллельным выходам дополнительного счетчика и входам устройства, управляющего записью кода, выход дополнительного сравнивающего устройства связан с входом дополнительного счетчика, а входы — с выходами интегратора, преобразователя кода в напряжение, источника смещения и с управляющим входом управляющего устройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь напряжения в цифровой код содержит устройство 1, управляющее работой входных ключей 2 и 3, и интегратора 4, уричем второй вход интегратора 4 через входные ключи 2 и 3 соединен соотг ветственно с выходами источника образцового напряжения 5 и источника преобразуеI

485557

Следовательно, в дополнительном счетчике 13 в течение первого шага преобразования накапливается код старших раэр«дов преобразуемого напряжения, а прира-!. .щение этого кода идет после о к.родни с> мого напряжения 6. Выход интегратора 4 соединен с соответствующими входами сравнивающего устройства 7 и дополнительного сравнивающего устройства 8. Другие входы сравнивающих устройств 7 и 8 соединены с выходом преобразователя, кода в напряжение 9. Третий вход дополнительного сравнивающего устройства 8 соединен с источником смешения 10. Кроме того, управляющее устройство 1 соединено с чет- Io вертым входом дополнительного сравнивающего устройства 8 и с одним из входов вентиля 11 Выход сравнивающего устройства 7 соединен с одним из входов вен1 тиля 12, а выход дополнительного срав- 5 кивающего устройства 8 подсоединен к входу дополнительного счетчика 1 3. Один выход генератора колебаний образцовой частоты 14 через вентиль 1 2 соединен с одним из входов счетчика 15, другой выход этого генератора 14 через вентиль

11 соединен с одним из входов устройсъва 16, управляющего записью кода, к другим входам которого подключены выходы дополнительного счетчика 13, со- 25 единенные с входами преобразователя ко да в напряжение 9.

Выход устройства 16, управляющего записью кода, соедийен с другим входом ! счетчика 15, один из выходов которого подключен к входу управляющего устройства 1, а другой — является выходом преобразователя напряжения в цифровой код.

Преобразователь работает следующим образом.

Подачей сигнала "пуск" на устройство

1 преобразователь приводится в состояние готовности к преобразованию. В это время интегратор 4 приводится к начальным условиям, при которых выходное 40 напряжение интегратора 4 по абсолютному зн а чепию становится м еньш е начального напряжения U о на входе сравнивающего устройства 7, Напряжение U формируется преобра- 45

О зователем кода в напряжение 9 и подается с его выхода на один из входов сравнивающего устройства 7 и дополнительногс. сравнивающего устройстю 8. С .некоторой . задержкой включается входной ключ 2 для подключения к входу интегратора 4 преобразуемого напряжения U и начинаетХ ся первый шаг преобразования — интегрирование преобразуемого напряжения Длительность первого шага преобразования задана емкостью счетчика 15, и частотой генератора колебаний образцовой частоты

14. Эта длительность определяется ха-! рактером помех, действующих на вхощ. щ

-преобразователя, и зависит от периода ! интегрируемой помехи.

Отсчет времени первого шага интет рирования начинается при равенстве выходного напряжения интегратора 4 (при его работе) образцовому напряжению О, которое устанавливается после перевода преобразователя напряжения в цифровой код в состояние готовности к преобраэова .нию на выходе преобразователя кода в ,напряжение 9. При этом срабатывает сравнивающее устройство 7, которое своим сигналом воздействует на вентиль 1 2.

На вход счетчика 15 начинают поступать импульсы генератора колебаний обI разцовой частоты 14. Входной уровень дополнительного сравнивающего устройства, 8 смещен источником смещения 10 на некоторую величину, которая создает следующие условия работы сравнивающего устройства 7 и дополнительного сравнивающего устройства 8.

Для сравнивающего устройства 7 после первого срабатывания и до конца преобразования напряжение на выходе интегратора

4 всегда превышает уровень напряжения на выходе преобра:зователя кода в напряжение 9, и оно в течение преобразования срабатывает дважды - в начале и в конце.

Для дополнительного сравнивающего ! устройства 8 в результате воздействия на его входы ннпряжений смешения 0 „источника смешения 10 и выходного напряжения

U преобразователя кода в напряжение 9 создаются условия для срабатывания в те, чение первого шага преобразования.

Как только напряжение на выходе интегратора 4 по абсолютной величине превысит суммарное напряжение U +- срабаСМ тывает дополнительное сравнивающее устройство 8.

Каждое срабатывание дополнительного сравнивающего устройства Ы фиксируется дополнительным счетчиком 13, код которс

1 го преобразуется в напряжение преобразователем кода в напряжение 9 и, таким образом, на входах сравнивающих устройств

7 и 8 ступенями изменяются потенциалы.

Максимальное число, которое может быть записано в дополнительном счетчике

13 соответствует Д -1 уровню, на которое делйтся выходное напряжение интег-. ратора 4, соответствующее предельному значению измеряемОго напряжения

485557 б

20

50

j превышения выходным напряжением интег ратора 4. сумм напряжений P + Q

0 ам о,+о„; u u,. -.; u„» -о си

О,, О, ° О -. 0„

2 б-1 образцовые напряжения на выходе преобразователя кода в напряжение 9, т. е. после каждого срабатывания грубого по чувствительности и дрейфу дополнительного сравнивающего устройства 8.

Включение образцовых уровней на выходе преобразователя кода.. B.;íàïðÿæåíèå

9 происходит с некоторым отставанием от напряжения на выходе интегратора 4.

1 Это отставание определяется напряжением смешения Щ, а также дрейфом и чув-, ствительностью дополнительного сравнивающего устройства 8.

По этой причине к концу первого такта преобразования напряжение на выходе интегратора 4 по абсолютному значению всегда больше напряжения на выходе преобразователя кода в напряжение 9, . но эта разность ие может превышать ве11ичины дискретности преобразователя кода в напряжение 9> т. е. кодового эквивалента приращения старших разрядов счетчика 15 в течение первого шага преобразования.

После переполнения счетчика 15 при окончании первого шага преобразо вания в промежутке между импульсами генератора колебаний образцовой частоты 14 возбуждается вентиль 11, который своим сигналом воздействует на устройство 16, управляющее записью кода, и код дополнительного счетчика 13 записывается в соответствующие старшие разряды счетчика 15. Вторым сигналом совпадения для вентиля 11 является выходной сигнал управляющего устройства 1 . .Этот сигнал формируется в результате переполнения счетчика 15 в управляющем устройстве

1, на которое он воздействует. Этим же сигналом выключается входной ключ 2 и включается входной ключ 3 и на вход интегратора 4 вместо источника преобра эуемого напряжения 6 подключается источник образцового напряжения 5, полярность которОго противоположна по-лярности источника преобразуемого на пряжения 6. Таким образом начинается второй шаг преобразования.

Выходное напряжение интегратора 4 изменяется до напряжения lj которое

l подается с выходя преобразователя кода;

ja напряжение 9 на вход сравнивающего устройства 7, Счетчик 15 при этом продолжает подсчет импульсов, а на дополнительное сравнивающее устройство 8 с выхода управляющего устройства 1 по дается сигнал, запрещающий работу..

При равенстве выходного напряжения интегратора 4 и напряжения Ц, сраба тывает сравнивающее устройство 7 и на этом процесс преобразования заканчивает ся.

Код в счетчике 15 после преобразования соответствует величине преобразуемого напряжения Ц" . После этого пре образователь напряжения в цифровой код готов к следующему измерению по сигналу "пуск".

Предмет изобретения

Преобразователь напряжения в цифровой код, содержащий интегратор, один вход которого через один входной ключ соединен с выходом источника образцового напряжения и через другой входной ключ .— с выходом источника преобразуемого напряжения, а выход подключен к первому входу сравнивающего устройства, выход которого подсоединен к первому входу

I первого вентиля, генератор колебаний образцовой частоты, первый выход которого через первый вентиль соединен со счетчиком, а второй выход через второй вентиль - с устройством, управляющим записью кода, выход счетчика подключен к входу управляющего устройства, а выходы управляющего устройства соединены с управляю " ими входами входных ключей, интегратора и одним из входов второго вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродецствия преобразователя, в него введены дополнительный счетчик, преобразователь кода в напряжение, источник смещения и допол шj тельное сравнивающее устройство, при этом один из входов сравнивающего усгройства подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, входы которого подсоединены к параллельным выходам дополнительного счетчика и входам устройства, управляющего записью кода, выход дополнительно го сравнивающего устройства связан с входом дополнительного счетчика, а входы — с выходами интегратора, преобразователя кода в напряжение, источника смешения и с управляюншм выходом . управляющего устройства.

485557

Тираж З -12

Подписное

3зка» 3 5 О!

1!!11!1! !11 1 осударственного комитета Совета Министров (CCP по делам изобр тепий и открытии

Москва, 113035, Рауеиская иаб., 4!!п,,,пи и С .1!атепт», Москва, Г-59, Бережковская паб., 24 ; 1, синск,л

Редак iop Л.3 ци1, соус- и!! р A.Kÿë1üøøèêîâë

КорректоР II.Лук