Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания

 

Союз Советских

Социапистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02)) 773(21) 1941830/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Н 03 Н 13/17

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) Опубликовано 2504.79, Бюллетень Но 15

Дата опубликования описания 2804 79 (72) Автор изобретения

В. Б. Реутов (71) ЗаЯВИТЕЛЬ Орцена Ленина, институт кибернетики АН Украинской CCP (5 4 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОРАЗРЯДНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах телепередачи измерительной информации или в устройствах з апи си на однодорожечные н осит ели, например, н а одн одорожечные магнитофоны.

Известен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган и урав1О новешивающую цепь (1) .

Недостатком этого устройства являетс я сложность выполи ени я преобразования при последовательном кодировании. 15

Известен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган, источник опорного напряжения и уравновешивающую цепь (2) . В качестве уравновеши- 20 вающей цепи применяют преобразователь код-напряжение, управляемый от развертывающего регистра. При этом с выходов развертывающего регистра снимают параллельный цифровой код измеряемой величины U„„ а с выхода нуль-органа может быть снят последовательный цифровой код. Получаемый последовательный цифровой код удобно передавать по двухпроводной линии связи или записывать для хранения на однодорожечный носитель информации (например, на однодорожечный магнитофон) .

Недостатком известного преобразователя является сложность схемы при последовательном кодировании.

Цель изобретения — упрощение аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания в случаях, когда используется только последовательный цифровой код.

Эта цель достигается тем, что в аналого-цифровом преобразователе поразрядного уравновешивания, содержащем нуль-орган с усилителем и подключенным к нему выходным триггером и уравновешивающую цепь, в качестве уравновешивающей цепи применяется аналоговый интегратор с переключателем на входе и генератор экспоненциального напряжения, причем прямой и инвертированный выходы генератора экспоненциального напряжения подключены соответственно к нормально замкнутому и нормально разомкнутому контактам переключателя, третий контакт которого соединен с входом аналогового интегратора, управляющий вход переключателя соединен с выхоб587

Формула и з о бр ет ени я

65 дом выходного триггера нуль-органа, а шина начальной установки подключена к входам установки в нуль генератора экспоненциального напряжения и аналогового интегратора, На фиг. 1 приведена структурная 5 схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит нуль-орган 1, состоящий, в свою очередь, из усили- (0 теля 2 и выходного триггера 3, соединенного с клапанами запрета 4 и разрешения 5, управляемыми усилителем 2 импульсов, аналоговый интегратор б в качестве уравновешивающей цепи, соединенный через переключатель 7, управляемый от триггера нуль-органа, с прямым и инвертированным входами генератора 8 экспоненциального напряжения. Шина 9 начальной. установки подключена к входам установки в нуль генератора экспоненциального напряжения и аналогового интегратора.

10 — шина тактовых импульсов, 11 и

12 — клеммы входного сигнала и выходного кода соответственно. 25

Преобразователь работает следуюгим образом.

В исходном состоянии под воздейст,вием сигнала начальной установки аналоговый интегратор б и генератор 8 ЗО экспоненциального напряжения сброшены так, что на выходе интегратора U> =О,а на выходах генератора установлены напряжения

Uô î) Ео M й(о) о °

После исчезновения сигнала начальной установки напряжения на выходах генератора 8 будут изменяться, причем

„„t 40 ф)-а, е

«1

У(1)=-Е .-e «

2 О g

Если выбрать постоянную времени

ЬФ. 45

-- 2 где лt=tt —, t) — период следования тактовых импульсов; i = О, 1, 2, 3... ноМер такта, то приращения напряжений U (t) и

0 (t) между соседними тактовыми импульсами будут пропорциональны вторсй степени, т.е. будут изменяться по двоичному закону. Действительно, а1

11« ) Š— Е =Š— Е ."=Е,— 2

1 «Ьв2

4 о о - о у поскольку напряжение на выходе интегратора б 60

UK(t) 1У(ц — 1е ее(-е )

Во Ь то при выполнении условия

-Епс

33 4 ° приращения U„((ьt) будут также изменяться по двоичному закону, т.е. (2

1) (;;, )0 (;, ) Ь2 ) Нй)Ь2

-iii1) (-I -f -йм)

Cî,(2 -2 )=Ео2 (Z-(} Ео2

Учитывая, что U z (t) Имеет обратный знак, приращения U (t) между соседк ними тактовыми импульсами будут кратны двум и могут быть как положитель ными, так и отрицательными.

Таким образом, после исчезновения сигнала начальной установки напряжение на выходе интегратора б .будет экспоненциально нарастать и к моменту прихода первого тактового импульса достигнет значения U (t )= Е .2 о

Если в момент прихода первого тактового импульса Uz еще не достигло (1„ (недокомпенсация), то триггер 3 останется в состоянии единица и будет индицировать единичное состояние старшего двоичного разряда.

При этом напряжение Бк будет продолжать возрастать и к приходу следующего тактового импульса t . увеличит-т 2 ся на Е,.2 . Если при этом произойдет переко .пенсация (U„> Бк ), как показано на фиг. 2, то триггер 3 нуль-органа перейдет в состояние 0, индицируя нулевое состояние второго разряда с весом 2 . Переключатель 7 перейдет в противоположное состояние,, а напряжение 0„будет убывать, принимая в моменты появления тактовых импульсов, как и ранее, значения, кратные 2. Аналогично процесс уравновешивания будет протекать и далее, постепенно приближаясь к равновесию, а состояния триггера 3 последовательно будут индицировать значения двоичных разрядов от старшего к младшему, т.е. представлять последовательный двоичный код измеряемой величины.

Количество двоичных разрядов в рассматриваемом аналого-цифровом преобразователе определяется количеством тактовых импульсов, подаваеьых в течение одного цикла измерения.

Аналого-цифровой преобраз ов атель поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган с подключенным к нему выходным триггером и уравнове-. шивающую цепь, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, в качестве уравновешивающей цепи он содержит аналоговый интегратор с переключателем на входе и генератор экспоненциального напряжения, причем прямой и инвертированный выходы генератора экспоненциального напряжения подключены соответственно к нормально замкнутому и нормально разомкнуто658733

Ео

S/4 E II Ео

0.0"

Такт

Код

1 0 0 0

Составитель Д. Голубович

Техред О.Андрейко Корректор О. Ковинская

Редактор Т. Иванова

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Т.-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2077/54

Филиал ППП Патент, z.Óæãoðîä„ óë. Проектная, 4 му контактам переключателя, третий контакт которого соединен с входом аналогового интегратора. управляющий вход переключателя соединен с выходом выходного триггера нуль-органа, а шина начальной установки подключена к входам установки в нуль генератора экспоненциального нагряжения и аналогового интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 297125, кл. Н 03 К 13/16, 13,12.71 °

2. Нетребенко К. A. Компенса5 ционные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстрелизмов, М., Энергия, 1967, с. 26, рис. 1-12.