Входное устройство для преобразователей напряжения в код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 525239 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (Я2) Заявлено 02, 12,74 (Я) 2081020/24 (51) М. Кл.

Н ОЗ К 13/02 б 11 С 27/00 с присоединением заявки № йсударствонныМ комитет

Сонета Министров СССР но долом нзооротоннй н отнятий (23) Приоритет{43) Оцубликовано15.08.76.Бюллетень №ЗО

{БЗ) @gal 681.327 (088,8) (4Ü) Дата опубликования описания03,11.76 (72) Автор . изобретении

В В Мясников

Московский ордена Ленина авиационный институт

I ..им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (.В4) ВХОДНОЕ СТРОЙСТВО ДДЯ ПРЕОИРАЗОВАТЕПЕй

НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к области ана,лого-цифровой вычислительной техники.

Известны многоканальные системы ггреобразования и обработки электрических сигналов, в которых для реализации максимального быстродействия сйстемы B каж дом канале используется отдельный нормализатор и отдельное аналоговое запоминающее устройство, а перед входом преобразователя напряжения в код ставится коммутатор. Блок нормализации с высоким входным сопротивлением и возможностью изменения коэффициента нормализации в широких пределах обычно выполняется на двух операционных усилителях: первый используется как повторитель напряжения с высоким, входным

Ь сопротивлением, а второй-как масштабирую ший инвертируюший усилитель, Высококачественное аналоговое запоминаюшее устройство выполняется, как минимум, на двух операционных усилителях и одном ана.логовом ключе (1, 2j. Таким образом, реализация входного устройства для преобразователя напряжения в код, используемого в многоканальной системе преобразования данных, требует, как минимум, четыре операционных усилителя и два аналоговых ключа на один канал измеряемого напряжения. При большом числе каналов преобразуемых сигналов реализация входного устройства для преобразователя напряжения в код требует значительных затрат оборудования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является входное устройство для преобразователей напряжения в код, содержащее первую и вторую пары операционных усилителей, неинвертируюшие

1а входы которых подключены к входам устройства, а вых ды через соответствуюшие пары ключей подсоединены к неинвертируюшим входам соответственно первого и вторОго выходных операционных усилителей, выход зЕ каждого из которых подсоединен через соответствуюший ключ к выходу устройства и к своему инвертируюшему входу (3).

Известное устройство не позволяет выполнять функции нормализаш1и, днскретизаз5 lcm во времени и коммутации измеияюшего525239 ся напряжения датчиков в одном блоке при минимальных затратах оборудования.

Цель изобретения — расширение функцио« нальных возможностей устройства.

Это достигается тем, что устроЙство co-I 5 ! держит первый и второй запоминающие конденсаторы, включенные между шиной нулевого потенциала и иеинвертируюшими входами соответствующих выходных. операционных усилителей, и первую и вторую пары допол- р нительных операционных усилителей с подключенными к их выходам резистивными д лителями напряжений, выходы которых под< соединены к инвертирующим входам соответствующих дополнительного и входного и операционных усилителей, неинвертирующие входы дополнительных операционных усилителей в каждой паре обьединены и подключены к неиивертйруюшим входам соответс в- венно первого и второго выходных опера- 3) ционных усилителей.

Йа чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

I входное устройство для преобразователей напряжения в код содержит резистивные М делители напряжения, образованные резисторами 1-16, нерву|о и вторую пары входных операционных усилителей 17, 18 и 19, 20; канальные ключи 21-24, первую и вто рую пары дополнительных операционных усилителей 25, 26 и 27, 28, первый и вт рой запоминающие конденсаторы 29, 30, выходные операционные усилители 31, 32, выходные ключи 33, 34; шины 35-40 сигналов управления.

Устройство работает следующим образом., Сигналом управления по шине;35 замы- кается ключ 21, при этом на запоминающем конденсаторе 29 устанавливается напряжеwe, которое при больших коэффициентах уси- @ ления операционных усилителей определяется! .

Отношение величин резисторов 4 и 2 опре деляет коэффициент нормализации входного напряжения первого канала. Коэффициенты чормалйзации, остальных каналов определяют- ся отношением величин соответствующих реэйсторов.

Таким образом, по окончании переходных процессов на запоминыощем конденсаторе

29 будет отслеживаться изменяющееся апря

1 жение первого канала, умноженное па соответствующий коэффициент нормализации

По окончании интервала выборки первого канала ключ 21 разл:ыкается, а ключи 23 и 33 замыкаются. При этом ключ 23 осуществляет выборку»а второй запоминающий конденсатор напряжения второго канала, а

1ключ 33 Осуии ствляет передачу зафиксиро69

4 ванного напряжения первого канала с эапоми; иаюшего конденсатора 29 на выход устройства, После окончания второго интервала выборки ключи 23 и 33 размыкаются и замыкаются ключи 22 и 34, при атом происходит выборка напряжения третьего канала на запоминающий конденсатор 29 и передача зафиксированного напряжения второго канала с эапомйнающего конденсатора 30 на выход устройства. Палее работа устройства проте кает аналогично.

Таким образом, устройство позволяет осуществить нормализацию, коммутацию и квантование во времени изменяющихся на- пряжений нескольких каналов. Оно позволяет реализовать практически все возможные преобразования над измеряемым напряжением, выполняемые во входных цепях пре образователя напряжения в код. В нем срав нительно просто может быть осуществлено как усиление, так и ослабление сигнала.

По сравнению с входным устройством, состоящим из отдельных канальных нормализаторов, отдельных аналоговых запомина-. ющих устройств и коммутатора, данное устройство требует значительно меньших затрат оборудовании.

Кроме того данное входное устройство позволяет значительно снизить требования к аналоговым ключам, так как все аналоговые ключи устройства охвачены отрицательной обратной связью. При этом на точность устройства не оказывает влияния такой па - раметр ключевых устройств, как остаточное напряжение в замкнутом состоянии.

Кроме того, так как ключи, подсоединенные к запоминающим конденсаторам, охвачены отрицательной обратной связью, то эквива-! леитиое сопротивление ключа в замкнутом сос тояиии на несколько порядков меньше собственного сопротивления ключа в замкнутом сос» тоянии, что позволяет значительно уменьшить динамическуюпогрешность при воздействии и.ь меняющегося напряжения на входе устройства, вызванную недоэарядом запоминающего конденсатора. Низкое эквивалентное сопротивление ключа позволяет использовать запоминающий конденсатор большой емкости, что снижает погрешность От проникновения сигналов управления на запоминаю ций конденсатор.

Устройство позволяет реализовать максимальное быстродействие системы преобра зования данных, так как его выходной сиг пал полностью подготовлен для преобразования его в преобразователе напряжения в код, а участки перехОдных процессов определя(ются только дииамическил1и характеристиками ключей.!

525239

Кроме того, следует отметить еше одно ! достоинство предлагаемого устройства - высокое входное сопротивление для сигналов всех каналов, что позволяет испольэовать высокоомные датчики сигналов.

Формула изобретения

Входное устройство для преобразователей 10 напряжения в код, содержащее первую и вторую пары входных операционных усилителей, неинвергирующие входы которых подключены к входам устройства, а выходы через соответствующие пары ключей под- В соединены к неинвертируюшим входам соответственно первого и второго выходных операционных, усилителей, выход каждого иэ которых подсоединен через соответствующий ключ к выходу устройства и к своему

,инвертируюшему входу, о т л и ч а ю1 ш е е с я тем, что, с целью расширении функциональных возможностей, оно содержит ! первый я второй запоминающие конденсато ры, включенные между шиной! нулевого по/ тенциала и неинвертирующими входачи соответствующих выходных операционных усилителей, и первую и вторую пары дополнительных операционных усилителей с под« ключенными к их выходам реэистивными делителями напряжения, выходы которых подсоединены к инвертируюшим входам соответствующих дополнительного и входного операционных усилителей, неинвертируюшие входы дополнительных операционных усилителей в каждой паре объединены,i и подключены к неинвертируюшим входам соответственно первого и второго операционных усилителей.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе;

1, - Преобразователи информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах. Под. ред. Г. М. Петрова, М., "Машиностроение, 1973 r, 2, Лвт. св. И 257881, кл, G 06 7

l 1/00, 1967 r, 3. Патент CKA Я 3513331, кл. 307 -241, 1972, r.

ИИПИ Заказ 5148/565 аж 102 9 Подписное иал ППП "Патент r, Ужгород, ул, Проектная, 4