Преобразователь амплитуд импульсов в цифровой код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,,746920

ВПТБ (51) l4.. кд.. (6I ) Дополпк к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.01.74 (21) 1987608/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н ОЗ К 1З/2О

Гооударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бктллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07.07.80 (53) УДК 681 325 (088.8) (72) Автор изобретения

М. E. Глушковский (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области вьтчнслнтельной импульсной техники и предназначено для быстрого кодирования амплитуд импульсных сигналов и постоянного тока в вольтметрах.

Известны времяимпульсные преобразователи

5 амплитуд импульсов в цифровой код, содержатлде линейнопропускающее н зарядное устройство, запоминающий конденсатор, сравнивающее устройство, . устройство управления, генератор то разрядного тока с ключом, а также генератор тактовых импульсов с ключом и счетчик импульсов (11 и (2l.

Недостатком известных преобразователей является то, что тактовая частота 100-200 МГц

15 является для них предельной.

Известен также преобразователь, содержащий ускоренный времяимпульсный преобразователь, разряжающий запоминающий конденсатор двумя разрядными токами, значительно отличающимися

20 по величине (3).

Основным недостатком такого преобразователя является сложность создания двух генераторов импульсного тока с высокой стабильнос1

2 тью отношений, этих токов, что не позволяет достигнуть теоретического предела быстродействия.

Цель изобретения — повышение быстродействия при сохранении точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных входной клеммы, линейнопропускающего, зарядного и сравнивающего устройств и коммутатора, выходы коммутатора соединены через два импульсных ключа, подключенных к генератору кодовых импульсов, с входами первого триггера группы младших триггеров (и+1) триггера группы старших триггеров счетчика и через первый токовый ключ с выходами зарядного устройства и генератора тока, входная клемма через устройство управления соединена с коммутатором, счетчиком и линейнопропускающим устройством, между выходом зарядного устройства и корпусом подключен конденсатор, а выход сравнивающего устройства соединен с коммутатором и устройством управления, введены элемент установки

1уровня, второй конденсатор и второй токовый ключ, включенный между коммутатором и вто20 обуется с импульсами генератора 19 и включает

7469

" рыМ входом сравнивающего устройства, второй конденсатор подключен между вторым входом сравнивающего устройства, и корпусом, элемент установки уровня подключен между выходом конца преобразования устройства управления и

5 вторым входом сравнивающего устройства, второй токовый ключ соединен с коммутатором, а выход первой группы триггеров счетчика соединен с входом вычитания второй группы триггеров счетчика.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Входная клемма преобразователя соединена с устройством 2 управления и через последовательно соединенные линейно. пропускающее устройство 3 и зарядное устройство 4 i; itepaoму входу сравнивающего устройства 5. Выход б начала преобразования устройст6а уп авЛенйя подключен к входу разблокировки коммутато20 ра 7, а выход конца преобразования 8- на управляющий вход элемента 9 установки уровня и входы считывания счетчиков 10,11, Входы сравнивающего устроиства 5 подключены соответственно через конденсаторы 12 и

13 к корпусу и через первый 14 и второй 15 токовые ключи к генератору 1б тока. Кроме

toro, второй вход сравнивающего устройства подключен к выходу элемента установки уровня. Управляющие входы токовых ключей 14 и

15, как и управляющие входы первого 17 и. второго 18 импульсных ключей соединены с соответствующими выходами коммутатора 7.

Импульсные входы ключей 17 и 18 и вход фазировки коммутатора 7 подключены к генератору 19 кодовых импульсов, а выходы ключей соответственно к входу первого триггера группы младших триггеров счетчика 10 и к входу (и+1) триггера группы старших триггеров счетчика 11. Выходы с обеих групп

40 триггеров подключены к выходным клеммам преобразователя 20. Выход группы младших триггеров подключен к реверсивному входу группы старших триггеров. Выходы сравнивающего устройства 5 соединены с входом бконча45 ния преобразования устройства управления и

1 входом переключения токов коммутатора 7.

На фиг.2 приведены диаграммы ймфяйеЫйт " на выходах различйых элементов преобразбвателя.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал 1 через открытое линейнопропускающее устройство 3 и зарядное устройство 4 заряжает конденсатор 12 до максимальной амплитуды входного сигнала. Через некоторое время после заряда устройство управления

55 запирает линейнО=йропускающее устройство 3

tt пойает в коммутатор 7 команду начала пре-, образования. Эта команда в коммутаторе фазиразрядный токовый ключ 14 через конденсатор

12. После первого срабатывания сравнивающего устройства 5 и фазировки коммутатор 7 включает разрядный токовый ключ15 через конденсатор

13. Поскольку этот конденсатор имеет емкость в 2" раз большую, то скорость изменения напряжения на нем в 2" раз меньше. После второго срабатывания сравнивающего устройства

5 (в обратном направлении) разряд прекращается и преобразование заканчивается. Во время быстрого разряда конденсатора 12 кодовые импульсы через ключ 17 поступают на вход (n+1) триггера-счетчйка 11, а при медленном через ключ 18 на вход первого триггера 10.

Чтобы не исказить результат. преобразования, младшие триггера включены в режим вь:читания и перенос с группы младших триггеров поступает на вход вычитания старшей группы. Через некоторое время после преобразования конденсатор 13 устанавливается в исходное состояние элементом 9, а с выхода преобразователя 20 считывается в регистратор параллельный код.

Максимальное быстродействие заявляемый преобразователь достигает при п, равном корню квадратному из числа уровней квантования.

Выигрыш в быстродействии при этом равен

n/2, Обычно одновременно снижается тактовая частота генератора в 4-5 раз, что позволяет использовать менее быстродействующие схемы фазировки и счетчиков и все равно получать эквивалентную тактовую частоту свыше б00 МГц по сравнению с 300-400 МРц в прототипе.

Формула изобретения

Преобразователь амплитуд импульсов и цифроaoQ код, состоящий из последовательно соединенных входной клеммы, линейно-пропускающего, зарядного и сравнивающего устройств и коммутатора, выходы коммутатора соединены через два импульсных ключа, подключенных к генератору кодовых импульсов, с входами первого триггера группы младших триггеров и (n+1) триггера группы старших триггеров счетчика, и через первый токовый ключ с выходами зарядного устройства и генератора тока, входная клемма через устройство управления соединена с коммутатором, счетчиком и линейно-пропускающим устройством, между выходом зарядного устройства и корпусом подключен конденсатор, а выход сравнивающего устройства соединен с коммутатором и устройством управления, отличающийся тем,что,с целью повышения быстродействия при сохранении точйостй преобразования, в него введены элемент, установки уровня, второй конденсатор и второй токовый ключ, включенный между коммутатоЫ

746920 а Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе ром и вторым входом сравнивающего устройств второй конденсатор подключен между вторым входом сравнивающего устройства и корпусом, элемент установки уровня подключен между выходом конца преобразования устройства управления и вторым входом сравнивающего устройства, второй токовый ключ соединен с коммутатором, а выход первой группы триггеров счетчика соединен с входом вычитания второй группы триггеров счетчика.

1. Преобразователь СТ-103, реклама фирмы

Jntertbchigne, 1973.

2. Преобразователь 54168, реклама фирмы

Hewlett — Packerd l973.

3. Pazelt, Mucl. Instrufn. and Methorls

1988, 59 6Р 2, р. 283 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 3974/52 Тираж 995 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4