Аналого-дискретный преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1782135

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕПЛЬСТВУ (63 ) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. К,.з

Н ОЗ.К 3/29 (22) Заявлеио221278 (2Ф) 2725558/26-21 с присоединением заявки Но

Государственный комитет.СССР по аеаам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.11,80, Бюллетень Ио 43 (53) УДК 681. 325 (088 ° 8) Дата опубликования описания 251180 (72) Авторы изобретения

Э. И. Па авлюк, В. А. Погрибной и И. П Цырульник (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ДИСКРЕТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Йзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и используется в системах автоматического контроля и распознавания образов.

Известен аналого-дискретный преобразователь, включающий оптронный многоустойчивый элемент, элемент ИЛИ, управляющие компаратор, триггер и элемент "Запрет" (1).

Однако в тех случаях, когда про- 6 межуток времени ьЪ между моментом срабатывания компаратора управления и моментом появления переднего фронта очередного импульса частоты следования Nf меньше постоянной ape-. 15 мени заряда конденсатора „=йве„„ лС, :где P » выходное бопротйвьых и. л. ление источника пилообразного напряжения, устройство не успевает перейти в нужное устойчивое состояние 29 под действием величины входного сигнала 0„, еслиО„Е<П „U „-ац >

O U -"единица дискретности по напряжению, что снижает надежность рат боты. 25

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что в аналого-дискретный преобразователь, .содержащий элемент ИЛИ, управляющие 30 компаратор, триггер и элемент "За прет" и оптронный многоустойчивый элемент, выполненный на компараторе, триггере, преобразователе сопротивление-напряжение постоянного тока, фотоприемнике, источнике света, усилительном каскаде, линейном зарядном устройстве, пиковом детекторе, причем первые входы компараторов и сигнальный вход пикового детектора соединены с шиной опорного пилообразного напряжения, вход установки в нуль каждого триггера соединен с шиной опорного прямоугольного напряжения, второй вход управляющего компаратора соединен с входной шиной, запрещающий вход управляющего элемента "Запрет" соединен с шиной запоминания, выход компаратора многоустойчивого оптронного элемента через триггер соединен с первъв»входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом управляющего элемента "Запрет", выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом пикового детектора, выход которого через соединенные последовательно линейное зарядное устройство, усилительный каскад, источник света, фотоприемник, преобразова782135

65 тель сойротивление-напряжение постоянного тока соединен со вторым входом компаратора многоустойчивого опт ронного элемента, введены элемент

И, дополнительные элементы "Запрет", ИЛИ и одновибратор, причем первый вход элемента И и запрещающий вход дсщоляительного элемента "Запрет" соецщнен с шиной опорного прямоугольного напряжения, выход компаратора .управления соединен со вторым вхо, дом элемента 8 и сигнальным входом " дополнительного элемента "Запрет", йасад элемента И через триггер уп рааления соединен с первым входом д6аолнительного элемента ИЛИ, второй

®ход которого через одновибратор соединен с выходом дополнительного эдеиента "Запрет", выход дополнительного .элемента ИЛИ соединен с сигнальным входом управляющего элемента Запрет".

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого аналого-дискретного преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь включает оптронный многоустойчивый элемент 1, который содержит компаратор 2, триггер

3, преобразователь сопротивление-напряжение постоянного тока 4, фотоприемник 5, источник света 6 оптрона усилительный каскад 7, линейное зарядное устройство 8, пиковый де.тектор 9, управляющий элемент ИЛИ

10, управляющий компаратор 11, элемент И .12, "Эапрет" 13, Управляющий триггер 14, одновибратор 15, дополНительный элемент ИЛИ 16, управляющий элемент "Запрет" 17.

На первые входы компараторов 2 и 11 н сигнальный вход пикового детектора 9 подается опорное пилообразное напряжение частоты f, на вход установки в нуль триггеров 3 и 14, а также на первый вход элемента И 12 и на запрещающий вход элемента "Запрет" 13 подается опорное прямоугольное напряжение частоты

Nf. Входной сигнал поступает на второй вход управляющего компаратора

11, команда на запоминание подает-: ся на запрещающий вход управляющего элемента "Запрет" 17. Выход компаратора 2 через триггер 3 соединен с нервьм входом элемента ИЛИ 10, со вторьз> входом которого соединен выход управляющего элемента "Запрет"

17. Выход элемента ИЛИ 10 соединен с" управлявщй>м входом"пикового детектора 9, выход которого через соединенные последоватеЛьно линейное зарядное устройство 8, усилительный каскад 7, источник света оптрона 6, фотоприемник оптрои* 5, преобразователь сопротивление-напряжение 4 соединен со вторым входом компаратора 2. Выход управляющего компаратора

11 сдединен со вторым входом элемента И 12 и сигнальным входом элемента "Запрет" 13, выход элемента И

12.через триггер 14 управления соединен с первым входом дополнительного элемента ИЛИ 16, со вторым входом которого через одновибратор 15 соединен выход дополнительного элемента "Запрет" 13. Выход дополнительного элемента ИЛИ 16 соединен с сигнальным входом управляющего элеiO — мента "Запрет" 17.

Аналого-дискретный преобразователь работает следующим образом.

Когда величина входного сигнала меньше единицы дискретностиа0;-, устройство находится в нулевом устойчивом состоянии, которое характеризуется дискретными значениями выходного напряжения О,„ 0 > силы света .Ф источника света оптрона

20 и временного сдвига Сщц, выходной импульсной последовательности отно- сительно опорной (участок 0 — а на

Фиг. 2)

При величине входного напряжения и превьваающей a - > на фиг. 2 это соответствует кривой 0„ на участ- ке О-а„, компаратор 11 производит сравнение опорного пилообразного напряжения с величиной входного сигнала V, В момент сравнения указан30 ных величин на выходе блока 11 формируется импульс u „, который проходит через элемент И 12 (на его второй ход в этот момент поступает разрешающий импульс от источника опорного

35 прямоугольного напряжения частоты Nf) на вход установки в единицу триггера

14, уставливая последний s единичное состояние. Триггер 14 находится в этом состоянии до момента прихода переднего фронта ближайшего опорного прямоугольного напряжения uù<, который перебросит его в нулевое состояние, в результате чего формируется импульс,О>> . В слУчае отсутствия команд на запоминание импульс U„

45 через блоки 16,17 10, поступает на управляющий вход блока 9, ключ которого на время существования импуль« са U находится в замкнутом состоянии.

При этом напряжение 0 на конденсаторе С пикового детектора отслеживает величину пилообразного напряжения U (на фиг. 2 участок а„- а ломаной 1 ).Это напряжение, пройдя через согласующий усилитель, вызовет изменение свечения источника света оптрона, а тем самьм величины. напряжения обратной связи на втором входе блока 2, в пределах единицы дискретности.

При постоянной величине U„ в .момент соответствующий точке а, ключ блока 9 размыкается и конденсатор С этого блока подзаряжается от блока

8, в результате чего напряжение U

782135 линейно возрастает (участок (а - б ломаной 0 фиг. 2). 5

При U„ kîn,st напряжение Ос в следующем периоде частоты f (участок

А-В) нарастает (участок б — б и сравнивается на компараторе 2 с напряжением 0 точка 6„), в результате

3 триггер 3 еребросится в единичное состояние. Последний находится в этом состоянии до момента прихода переднего фронта следующего импульса 0+ (соответствующей точке 62), 1© при этом формируется импульс U êî.торый через блок 10 поступает на управляющий вход ключа блока 9, что приводит к изменению величины М (участок б„ -б и т. д. то есть элемент f5

1 устанавливается в соответствующем» состоянии.

При увеличении U„ на величину; превышающую единицу дискретности а0> таким образом, что время a C соответ-;щ ствующее интервалу Ь., Ь между моментом сравнения 0„ и 0 соответствует точке Ь„и передним фронтом бли жайшего импульса 0я (соответствует точке ЬЭ ) меньше времени заряда конденсатора l . Импульс 0 „,генерируемый блоком 11 в момент сравнения, не проходит в этом случае через элемент 12 на блок 14, так как на первом входе элемента 12 имеется нулевое напряжение, соответствующее паузе 30 между импульсами последовательности

0„,а проходит через элемент "Запрет" 13 (на запрещающий вход которого в этот же момент поступает то же самое нулевое напряжение соответ- 35 ствующее паузе последовательности

0я ) на одновибратор 15. При этом одновибратор запускается. Длительность его выходных импульсов L выбирается из условия gg о ъ ь а !т)

\ где at — единица дискретности по вре мени многоустойчивого элемента.

Генерируемый одновибратором 15 4$ импУльс U<< через блоки 16, 17, 10 поступает на управляющий вход ключа пикового детектора 9, в результате чего последний замыкается. При этом напряжение Ос. блока 9 отслеживает ур напряжение U (участок .b„ Ь„) так как за время Уб существования импульса U конденсатор блока 9 успевает зарядйться.до соответствующего значения напряжения от источника опорного пилообразного напряжения.

В момент времени, соответствующий точке b, ключ блока 9 размыкается и конденсатор С этого блока подзаряжается от блока 8, в результате чего напряжение U линейно растет 46 .(Участок Ь, - С,), При размыкании цепи управления многоустойчивого элемента 1, например в случае подачи команды на запоминание, в следующем же периоде частоты f эле- Я мент 1 отработает новое состояние, и напряжение О изменяется по идеальной ломаной С -4 d

Таким образом, введение блоков

12, 13, 15, 16 позволяет дозировать заряд конденсатора С пикового детектора 9 в критические моменты.

При подаче на блок 17 команды на запоминание устройство находится в устойчивом состоянии., имевшем место перед поступлением этой. команды, на всем протяжении ее сушествования, независимо от величины входного электрического:сигнала 4„ . Участок  — С и далее (фиг. 2)иллюстрирует.работу устройства в режиме запоминания.

Таким образом введениЕ новых блоков 12, 13, 15 16 и соответствующих связей позволяет повысить надежность работы устройства.

Формула изобретения

Аналого-дискретный Преобразователь, содержащий элейент ИЛИ, управляющие компаратор, триггер и элемент

"Запрет", оптроиный многоустойчивый элемент, выполненный на компараторе, триггере, преобразователе сопротивление-напряжение постоянного тока, фотоприемнике, источнике света, усилительном каскаде, линейном зарядном устройстве, пиковом детекторе; причем первые входы компараторов и сигнальный вход пикового детектора соединены с шиной опорного пилообразного напряжения, вход установки в нуль каждого триггера соединен с шиной опорного прямоугольного напряжения, второй вход управляющего компаратора сое- динен с входной шинойО запрещающий вход управляющего элемента "Запрет" соединен с шиной запоминания, выход компаратора оптройиого многоустойчивого элемента через триггер соединен с первым входам элемента ИЛИ, второй . вход которого соединен с выходом управ- . ,ляющего элемента "Запрет", выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом пикового детектора, выход которого через соединенные последовательно линейное заряюое устройство, усили тельный каскад, источник света, фотоприемиик, преобразователь сопротивление-напряжение постоянного тока соединен со вторым входом компаратора оптронного иногоустойчивого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения иадежности, введены. элементы И, дополнительные элемекты

"Запрет", ИЛИ и одновибратор, причем первый вход элемента И и запрещающий вход дополнительного элемента "Эайрет" соединен с шиной опорного прямоугольного напряжения, выход компаратора управления соединен со вторьм входом элемента И и сигнальным входом допол;

782135

8 нительного элемента "запрет", выход элемента И через триггер управления соединен с первым входом дополнительного элемента ИЛИ, второй вход . которого через одновибратор соединен с выходом дополнительного элемента

"Запрет", в аход дополнительного эле кента ИЛЙ соединен с сигнальным входом управляюцего элемента "Запрет".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР йо заявке 9 2477025/21, 18.04.77. (прототип).

782135

Uff

Йва лып

Составитель A. Кузнецов

Редактор С. Патрушева Техред T.Ìàòî÷êà, Корректор:М. Вигула

Заказ 8182/75 Тираж 995

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

П

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4