Преобразователь напряжения-код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>822344 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву —— (22) Заявлено 070579 (21) 2762782/18-21 с присоединением заявки ¹ . (23) Приоритет (51)М К 3

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1504.81. Бюллетень ¹ 14 (53} УДК 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 15,0481 (72) Автор изобретения

Ю.В. Ларионов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИŠ— КОД

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может использоваться в устройствах управляющих ЦВМ, цифровых вольтметрах, системах автоматизированного управления, контроля и регистрации параметров.

Известен цифровой милливольтметр следящего уравновешивания постоянного тока, содержащий нуль-орган, образованный двумя преобразователями напряжение — частота и блоком вычитания частот, реверсивный десятичный счетчик, преобразователь коданалог, ключи, отсчетное устройство, блок управления, реверсивный счетчик цепи автоматической компенсации дрейфа нуля и преобразователь код— аналог цепи автоматической компенсации дрейфа нуля 1

Недостатком данного устройства является сложность схемы, сравнительно невысокая надежность и точность преобразования.

Известен также преобразователь напряжение — код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь код — напряжение, входы которого соединены с единичными выходами и элементов памяти, а выход соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к шине входного сигнала, нулевые входы элементов памяти подключены к выходу соответствующих вентилей сброса, первые входы которых соединены вместе, единичные входы каждого элемента памяти, кро- . ме п-го, подключены к выходу соответствующего вентиля установки, один из входов вентиля установки первого элемента памяти соединен с выходом элемента запрета, вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса этого элемента памяти, выход вентиля переноса каждого более младшего разряда элемента памяти подключен к входам вентиля сброса, переноса и установки элемента памяти с смежного старшего разряда, кроме п-го, выход вентиля переноса и-1-го разряда подключен к входу вентиля сброса и-го элемента памяти, причем единичный выход каждого элемента памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего эле,мента памяти через соответствующий вентиль установки, а нулевой выход каждого элемента памяти, кроме n-rc

822344 ко второму входу соответствующего вентиля переноса j2) .

Однако для преобразования в код изменяющейся входной величины напряжения с помощью известного устройства необходимо периодически сбрасывать элементы памяти в исходное состояние, чем значительно снижается общее быстродействие преобразователя напряжение — код и усложняется его схема.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение - код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь код — напряжение, входы которого соединены с единичными выходами п элементов памяти, а выход соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к шине входного сигнала и у которого нулевые входы элементов памяти подключены к выходу своих вентилей, сброса, первые входы которых соединены вместе, единичные входы каждого элемента памяти, кроме п-ro, подключены к выходу своего вентиля установки, один из входов вентиля установки первого элемента памяти соединен с выходом элемента запрета, вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса этого элемента памяти, выход вентиля переноса каждого более младшего разряда элемента памяти подключен к входам вентилей сброса, переноса и установки элемента памяти смежного старшего разряда, кроме n-ro, выход вентиля переноса и-1-ro разряда подключен к входу вентиля сброса и-ro элемента памяти, причем единичный выход каждого элемента памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего элемента памяти через соответствующий вентиль установки, а нулевой выход каждого эле-. мента памяти, кроме n-ro, — ко второму входу соответствующего вентиля переноса, введены инвертор, элемент

И, элемент ИЛИ, нуль-орган, при этом вход инвертора соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым выходом элемента сравнения, второй выход которого подключен через нульорган ко второму входу элемента запрета, выход инвертора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого элемента памяти, а выход подключен к входу единичной установки и-го элемента памяти и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами всех вентилей сброса.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Преобразователь напряжение — код содержит элемент 1 сравнения, преобразователь 2 код — напряжение, п элементов 3 памяти, и вентилей

4 сброса, элемент 5 запрета, генератор б тактовых импульсов, и-1 вентилей 7 переноса, и-1 вентилей 8 установки, инвертор 9, элемент И 10, элемент ИЛИ 11 и нуль-орган 12.

Входы преобразователя 2 код — напряжение соединены с единичными выходами п элементов 3 памяти. При по- явлении потенциалов на этих выходах срабатывают соответствующие этим выходам разряды преобразователя код напряжение, вырабатывая соответствующие этим разрядам эталонные напряжения. Эталонные напряжения на выходе преобразователя 2 код-напря20 жение суммируются и поступают на один из входов элемента 1 сравнения, на второй вход которого подается входное напряжение, которое необходимо преобразовать в код, элемент

25 1 сравйения имеет два выхода, на первом из которых появляется потенциал логической единицы при превышении эталонным напряжением входного. Первый выход элемента 1 сравнения соединен с одним из входов элемента

ИЛИ 11 и через инвертор 9 — с одним из входов элемента И 10. Второй выход элемента 1 сравнения — это выход разностного напряжения ме35 жду входным и эталонным — подключен ко вхоцу нуль-органа, на выходе которого исчезает потенциал логической единицы, когда напряжение на его входе становится меньше амплитуды эталонного напряжения наи-.

40 меньшего разряда. Для случая, когда в преобразователе напряжение — код разряды эталонного напряжения преобразователя код-напряжение одинаковы по величине, нуль-орган 12 наст45 раивается на срабатывание от напряжений на его вхбде в диапазоне от нуля до величины одного разряда эталонного напряжения. Другой вход элемента ИЛИ 11 соединен с выходом

5р элемента И 10 и с входом единичной установки и-го элемента 3 памяти.

Другой вход элемента И 10 подключен к единичному выходу первого элемента 3 памяти. Выход нуль-органа 12 . соединен с одним из входов элемента

5 запрета, другой вход которого подключен к выходу генератора б тактовых импульсов ° Нулевые входы элементов 3 памяти подключены к выходу своих вентилей 4 сброса, первые вхо60 ды которых соединены вместе и подключены к выходу элемента ИЛИ 11, единичные входы каждого элемента 3 памяти, кроме п-го, подключены к выходу своего вентиля 8 установки.

65 Дцин из входов вентиля 8 установки

822344

Формула изобретения

65 первого элемента 3 памяти соединен с выходом элемента 5 запрета, вторым входом вентиля 4 сброса и входом вентиля 7 переноса этого элемента

3 памяти, выход вентиля 7 переноса каждого более младшего разряда элемента 3 памяти подключен к входам вентилей 4 сброса, 7 переноса и 8 установки элемента 3 памяти смежного старшего разряда, кроме п-го, а также к входу вентиля 4 сброса, и-го элемента 3 памяти, причем единичный выход каждого элемента 3 памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего элемента памяти через соответствующий вентиль 8 уста. новки, а нулевой выход каждого элемента 3 памяти, кроме п-го, - к другому входу соответствующего вентиля

7 переноса.

Преобразователь напряжение — код работает следующим образом.

Предположим, что после включения преобразователя напряжение-код все элементы 3 памяти, кроме второго и третьего, устанавливаются в состояние "0" или, что в какой-то момент времени это состояние соответствует равенству эталонного напряжения преобразователя 2 код — напряжение и входного напряжения. По потенциалу с единичного выхода второго, и третьего элементов 3 памяти включаются второй и третий разряды преобразователя 2 код — напряжение, а на вход. элемента 1 сравнения поступает суммарное эталонное напряжение.

Спустя какое-то время, допустим, величина входного напряжения увеличивается. При этом равенство входных.напряжений элемента 1 сравнения нарушается и на втором выходе устанавливается потенциал, который открывает элемент 5 запрета через нульорган 12 для прохождения частоты генератора 6 тактовых импульсов. По заднему фронту первого импульса тактовой частоты через вентиль 8 установки устанавливается в состояние

"1" первый элемент 3 памяти. По потенциалу с единичного выхода этого элемента 3 памяти включается 1-й разряд преобразователя 2 код - напряжение, и на элемент 1 сравнения поступает дополнительное эталонное напряжение. Если разница между входными напряжениями элемента 1 сравнения меньше величины наименьшей ступеньки эталонного напряжения, на выходе нуль-органа 12 появляется потенциал, который .закрывает элемент 5 запрета.

Предположим, что напряжение от источника входного сигнала снова становится больше выработанного эталонного напряжения. При этом, как и в предыдущих случаях, на первом выходе элемента 1 сравнения еще не появляется логический потенциал, т.е. на этом выходе сохраняется уровень логического "0". Этот логический "0" инвертируется инвертором

9, и на первом входе элемента И 10 он присутстсвует логической "1". А так как на втором входе эдемента

И 10 уже присутствует логическая "1" с единичного выхода первого элемента 3 памяти, то через элемент ИЛИ 11 эта логическая "1" поступает на первые входы всех вентилей 4 сброса.

При приходе заднего фронта .тактового импульса через вентиль установки

8 первый элемент 3 памяти устанавливается в состояние "0". Это приводит к отключению первого разряда преоб15 разователя 2 код — напряжение и уменьуменьшению эталонного напряжения, появлению на первых входах всех вентилей 4 сброса логического "0", а перед этим и на выходе элемента И 10, 20 что приводит к установке в состоя- ние "1" и-го элемента 3 памяти. По потенциалу-с единичного выхода и-го

1 элемента 3 памяти включается и-й разряд преобразователя 2 код - нап25 ряжение, а на вход элемента 1 сравнения поступает дополнительное эталонное напряжение, соответствующее этому разряду.

Предпбложим, что напряжение от источника входного сигнала меньше выработанного эталонного напряжения, при этом первый элемент 1 сравнения на первом своем выходе уже формирует потенциал логической "1", котоРый через элемент ИЛИ 11 поступает на первые входы всех вентилей 4 сброса.

Прн поступлении заднего фронта следующего тактового импульса с выхода вентиля 7 переноса через вентиль

40 4 сброса устанавливается и-й элемент

3 памяти в состояние "0", вызывая отключение и-го разряда преобразователя 2 код — напряжение. Одновременно по заднему фронту этого же так45 тового импульса через вентиль 8 установки и- 1-йэлемент- 3 памяти уста.— навливается в состояние "1". По потенциалу с единичного выхода и-1-го элемента 3 памяти включается и-1-й разряд преобразователя 2 код — напряжение, при этом на вход элемента

1 сравнения поступает эталонное напряжение этого разряда. Если это напряжение равно входному, то элемент

1 сравнения закрывает элемент 5 запрета, закончив, таким образом, процесс преобразования до следующего изменения входного напряжения.

Преобразователь напряжение — код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь

822344

ВНИИПИ Заказ 1892/82 Тираж 988 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 код — напряжение, входы которого соединены с единичными выходами и элементов памяти, а выход соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к шине входного сигнала, нулевые входы элементов памяти подключены к выходу соответствующих вентилей сброса, первые входы которых соединены вместе, единичные входы каждого элемента памяти, кроме п-го, подключены к выходу соответствующего вентиля установки>.один из входов вентиля установки первого элемента памяти соединен с выходом элемента запрета, вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса. этого элемента IS памяти, выход вентиля переноса каждо

ro более младшего разряда элемента памяти подключен к входам вентилей сброса, переноса и установки элемента памяти смежного старшего разря- Щ да, кроме п-го, выход вентиля переноса и-1-го разряда подключен к входу вентиля сброса n-ro элемента памяти, причем единичный выход каждого элемента памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего элемента памяти через соответствующий вентиль установки, а нулевой выход каждого элемента памяти, кроме nro, — ко второму входу соответствующего вентиля переноса, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и упрощения устройства, в него ввецены инвертор, элемент И, элемент

ИЛИ, нуль-орган, при этом вход инвертора соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым выходом элемента сравнения, второй выход которого подключен через нуль-орган ко второму входу элемента запрета, выход инвертора подключен к .первому входу элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого элемента памяти, а выход подключен к входу единичной установки и-го элемента памяти и ко Второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами всех вентилей сброса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 253236, кл. G 01 R 17/02, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 535730, кл. Н 03 К 13/02, 1976 (прототип).