Преобразователь переменного напряжения в цифровой код

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (63) дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 050776 (2l} 2381526/18-21 с присоединением заявки И (5Ö N. Кл.

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Ф (43} Опубликовано 051278. Бюллетень ¹ 45 (63) УДК б81. 325 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 051278

/!. Ф 1 (72) Авторы

НЗОбрЕтЕНИя (Ñ.П. Парников и Н.Н. Павлинов .Ъ ., - Ю /

Рязанский радиотехнический институт j (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве аналого-циф.рового преобразователя, а также в качестве измерительного органа стабилизаторов и резисторов переменного напряжения.

Известны преобразователи переменного напряжения в цифровой код, которые содержат устройство сравнения, генератор импульсов, счетчик, формирователь опорного напряжения, блок управления (1) .

Недостаток известного устройства— низкое быстродействие. !5

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является преобразователь, содержащий, как и предлагаемый преобразователь, фазоинвертор, блок управления, генератор пилообразной развертки, преобразователь время-код j2) .

Недостаток этого преобразователя низкое быстродействие и отсутствие возможности многократного измерения амплитуды в фиксированные моменты полупериода.

Цель предлагаемого иэобретения— повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей преобразователя.

Она достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в цифровой код,содержащий фазоинвертор,вход которого подключен к выходной шине и к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом фазоинвертора, генератор пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход соединен с первым входом порогового сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход порогового сравнивающего устройства подключен к первому входу преобразователя время-код, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управления, дополнительно введены два управляемых ключевых элемента, причем первый вход первого элемента соединен с выходом фазоинвертора, его второй вход — с третьим выходом блока управления, а выход объединен с выходом второго ключевого элемента и подключен ко второму входу генератора пилообразного напряжения, первый вход второго ключевого элемента соединен с входной шиной, его второй вход соединен с четвер6 36797 тым выходом блока управления. Блок управления содержит устройство синхронизации, входы которого соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход устройства синхронизации через генератор тактовых импульсов соединен со входом первого ждущего мульти«ибратора и со входом коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, выход первого ждущего мультивибратора соединен со входом второго l0 ждущего мультивибратора, со вторым входом блока управления и с первыми входами двух элементов И, вторые входы которых подключены ко второму и третьему выходам устройства син- l5 хрониэации, а выходы — к третьему и четвертому выходам блока управления, выход второго ждущего мультинибратора подключен ко вторым входам группы элементов И, выходы которых подключе-;)0 ны к первому входу генератора пилообразного напряжения.

Блок-схема преобразователя переменного напряжения в цифровой код приведена на фиг. 1; на фиг. 2 даны диаг- 25 раммы его работы.

Вход преобразователя 1 и выход фазоинвертора 2 соединены с блоком 3 упра«ления через управляемые ключевые элементы 4 и 5 с генератором б пило 30 образного напряжения, а выходы блока

3 управления связаны с управляющими входами ключевых элементов 4 и 5, ге,нератором 6 пилообразного напряжения и преобразователем 7 время-код, причем35 выход пороговсго сравнивающего устройства 8, второй вход которого соединен с источником 9 опорного напряжения, а первый с генератором 6 пилообразного напряжения„ подан на другой вход 40 преобразователя 7 нремя-код.

Блок управления выполнен так, что его входы соединены с устройством 10 синхронизации, связанным своими выходами с генератором ll тактовых импульсов и через элементы H 12 и 13 с управляющими «ходами ключевых элементов

4 и 5, а выход генератора 11 тактовых импульсов подается через коммутатор

14 на ряд элементов И 15, 16 и 17 и через первый ждущий мультивибратор 18 на вторые нходы элементов И 12 и 13, преобразователь 7 время-код, и на другой ждущий.мультинибратор 19, выходы которого соединены со входами ряда элементов 15, 16 и 1?, связанными с генератором 6 пилообразного напряжения.

В основу метода измерения амплитудного значения входного напряжения несколько раз за полупериод заложен принцип измерения амплитуды импульса путем запоминания ее значения на емкости с последующим преобразованием в интервал п времени, путем разряда емкости через стабилизатор тока. 65

Измеряемое напряжение (фиг. 2, а), поступающее на вход устройства, подается на ключевой элемент 4, и инвертированное по фазе (фиг. 2, б) фазоинвертором 2 на упранляющий ключевой элемент 5. Оба напряжения (фиг. 2, а и фиг. 2, б) подводятся к устройству 10 синхронизации устройства 3 управления. Устройство 10 выдает импульсы при каждом переходе синусоидой нуля (фиг. 2,в) для синхронизации генератора 11 тактовых импульсов и дна стробируюших импульса (фиг. 2,r и фиг. 2,д), которые поступают соответственно на элемент

И 12 и 13. Система, состоящая из ключевых элементов 4 и 5, элементов

12 и 13 и фазоинвертора 2 выполняет роль двухполупериодного выпрямителя, напряжение с которого (отрицательной полярности> поступает на генератор 6 пилообразного напряжения.

Выбор интервала, в котором производится измерение, осуществляется генератором 11 тактовых импульсов.

Сигнал с генератора 11, соответствующий моменту времени 1„ (фиг. 2, а), запускает мультивибратор 18, с выхода которого импульс (фиг. 2, е) длительностью, равной половине перио-, да частоты следования тактовых импульсов (фиг. 2, ж) проходит через элемент И 12 (положительный полупериод входного напряжения) или элемент И 13 (отрицательного полупериода) для управления ключевыми элементами 4 и 5, открывая вход. Входное напряжение через элементы 4 и 5 поступает на генератор 6 и запоминается на его емкости. На емкости фиксируется напряжение, соответствующее моменту окончания импульса со ждущего мультивибратора 18. Задним фронтом импульса (фиг. 2, е) запускается ждуший мультивибратор 19, который формирует импульс (фиг. 2, з), поступающий на элементы И 15, 16 и 17 для управления разрядным устройством генератора б.

Для того, чтобы результат измерения в интервалах т †. t< и т.д. выражался одинаковым числом импульсов или одинаковым временным интервалом, в устройстве имеется коммутатор 14 выбора интервала измерения, который разрешает прохождение импульсов с мультивибратора 19 на генератор б через один из элементов

И 15, 16 и 17, выходы которых связаны с устройством изменения разрядного тока генератора б пилообразного напряжения.

Таким образом, разрядный ток генератора пилообразного напряжения определяется интервалом входного напряжения, в котором производится измерение.

Управляется коммутатор 14 импульсами генератора тактовых импульсов и работает н соответствии с фиг. 2, и, к, л.

Напряжение, получаемое на ныходе re636797 нератора пилообразного напряжения (фиг. 2, м), поступает на вход порогового сравнивающего устройства 8, на другой вход которого подается опорное напряжение от источника 9 опорного напряжения (в данном случае

О „ = О ) временной интервал, определенный моментом равенства опорного напряжения и напряжения с генератора 6 (фиг. 2, м) и моментом оконча.ния импульса с мультивибратора 18,поступает на преобразователь время-код

7, где преобразуется в цифровой код !О путем заполнения интервала времени (фиг. 2, о) импульсами опорной частоты.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий фазоинвертор, вход которого подключен к входной шине и к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом фазоинвертора, генератор пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход соединен с первым входом порогового сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход порогового сравнивающего устройства подключен н первому входу преобразователя время-код, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два управляемых ключевых элемента; причем первый вход первого элемента соединен с выходом фазоин- 4" вертора, его второй вход — с третьим выходом блока управления, а выход объединен с выходом второго ключевого элемента и подключен ко второму входу генератора пилообразного напряжения, первый вход второго ключевого элемента соединен, с входной шиной, его второй вход соединен с четвертым выходом блока управления.

2. Преобразователь переменного напряжения в цифровой код по п.l, отличающийся тем, что блок управления содержит устройство синхронизации, входы которого соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход устройства синхронизации через генератор тактовых импульсов соединен со входом первого ждущего мультивибратора и со входом коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, выход первого ждущего мультивибратора соединен со входом второго ждущего мультивибратора, со вторым выходом блока управления и с первыми входами двух элементов И, вторые входы которых подключены ко второму и третьему выходам устройства синхронизации, а выходы — к третьему и четвертому выходам блока управления, выход второго ждущего мультивибратора подключен ко вторым входам группы элементов И, выходы которых подключены к первому входу генератора пилообразного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Смолов В.Б., Чернявский E.À.

Универсальные электронные преобразователи, Л ., Машиностроение, 1971, с. 183-185, рис. 3-1.

2. Авторское свидетельство СССР

9 222734, кл. 606 F 15/34, 1967.

6 Зб 797

Фиа Р

Составитель В. Староверов

Редактор Б. Павлов Техред A. Алатырев Корректор П. Макаревич

Заказ 696В/49 Тираж 1044 Подписное цНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035у Мооква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. ужгород, ул..Проектная, 4