Преобразователь напряжения вовременной интервал

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социал истическик республик

«i>834901 (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 7207 l7 (22)Заявлено33..07.78 (21) 2652075/l8 2l с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 30.05.8 l.. Бюллетень М20

Дата опубликования описания 03.06.8 l,Э (5! )М. Кл.

Н 03 К 13/20

ВеударатвеииыХ камитет

СССР аа деаам иэебретеииХ и еткрктиХ (53) УДК 68l, .325(088.8) В. И. Матвиив (72) Автор изобретения

S

Спепнальное конструкторское бюро мнкроэлект ннки в приборостроении (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ

Изобретение относится к вычислительной и электроизмерительной технике!

По основному авт. св. No 7207 t7 известен преобразователь напряжения во временной интервал, содержащий ключи, два интегратора, сравнивающее устройство, формирователь последовательности временных интервалов, логические элементы, причем вход первого интегратора через первый и второй ключи соединен со входом соответственно преобразуемого и опорного напряжений, при этом. полярность опорного напряжения совпадае1 с полярностью преобразуемого напряжения. Выход интегратора соединен со входом сравнивающего устройства, в д отрипательной обратной связи которого последовательно включены третий ключ и второй интегратор. Выходы формирователя временных интервалов распределены таким образом, что выходы первого и четвертого временных интервалов через логический элемент ИЛИ соединены со входом установки в нуль первого интегратора, выход второго временного интервала - с управляющим входом первого ключа, выход третьего временного интервала = с управляющим входом третьего ключа, выход пятого вре3 менного интервала - с управляющим входом второго ключа и с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом сравнивающе1О го устройства, при этом выход логического элемента И является выходом пре- образователя Я. !

Недостатком данного устройства является неполная компенсапия погрешности пре образования, возникающая вследствии наличия потенпиальной и токовой составляющих смещения нуля усилителя интегратора.

Цель изобретения - повышение точности преобразовании напряжения.

Поставленная пель достиг жется тем, что в преобразователь напряжения во . временной интервал введены триггер, дополнительнвтй элиант И, дополнительный

3 S340 ключ и блок выделения разности двух интервалов, причем дополнительный элемент И включен между пятым выходом формирователя временных интервалов и управляющим входом второго ключа, при этом второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом блока срав» нения, вход дополнительного ключа соединен с общей шиной, а выход — со входом интегратора, входы блока выделения раз- 1р ности двух интервалов соединены соответственно с выходом дополнительного элемента И и со вторым выходом формирователя временных интервалов, первый выход блока выделения разности двух интер- 15 валов соединен с дополнительным входом элемента ИЛИ, а второй - с управляющим входом дополнительного ключа, с дополнительным входом формирователя и с входом триггера, выход которого сое- 20 динен с дополнительным входом основного элемен.та И

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя, на фиг. 2 — временная диаграмма работыего. g5

Структурная схема содержит интегратор 1, формирователь 2, логический элемент ИЛИ 3, ключи 4 и 5, интегратор 6, логический элемент И 7, ключ 8, сравнивающее устройство 9, устройство 10 зО выделения разности двух временных интервалов, ключ l L, триггер 12, логический элемент И 13.

Устройство работает следующим образом. 35

Перед началом преобразования интегратор 1 устанавливается в нулевое состояние. Юля этой цели формирователь 2 в момент времени 4< вырабатывает первый управляющий временной интервал 4р длительностью 1,, который через логический элемент ИЛИ 3 поступает на вход установки в нуль первого интегратора 1, в момент1 формирователь 2 вырабатывает

2 второй временной интервал длительно- 4 стью,2 являющийся эталонным, в тече

I ние которого ключ 5 открыт и на вход интегратора поступает преобразуемое напряжение. В конце второго временного интервала выходное напряжение интегра- 50 тора 1 с учетом потенпиальной аУд,р и токовой 3< составляющих смещения нуля интегратора равно kq

ФЪ tg ц = " )(u„+qu 1a+ —, :1 „ак=, о„ .- (аОдд+

ВХ) 1 (.1) 01 4 где Ох - преобразуемое напряжение;

= о С вЂ” постоянная времени интегратора;

С вЂ” емкость интегратора, 1 -т -7, B момент 1+формирователь 2 вырабаты вает третий временной интервал, который открывает ключ 6, к моменту+ окончания третьего временного интервала на выходе интегратора 6 устанавливаеч ся и запоминается после размыкания ключа 5 напряжение Ь т 1 АРйс ВХ2 с41 где дΠ— напряжение смещения нуля сравнивающего устройства.

В момент 6, формирователь 2 вырабатывает четвертый временной интервал длительностью l, который через логический элемент ИЛИ 3 вновь устанавли вает интегратор 1 в нулевое состояние, B момент j — пятый временной интервал, который через логический элемент

И 7 поступает на управляющий вход второго ключа 8, подключая ко входу интегратора 3. опорное напряжение, но той же полярности, что и преобразуемое.

Опорное напряжение интегрируется до момента равенства выходных напряжений интеграторов 1 и 6. В момент равенства напряжений (в момент- ) выходное на8 пряжение сравнивающего устройства 9 равно нулю и выходной импульс на выходе логического элемента И 7 оканчивается, ключ 8 закрывается и образцовое напряжение на вход интегратора не поступает.

Выходное напряжение интегратора 1 в момент равенства напряжений равно

1 где

Приравнивая правые части уравнений (2) и (3) с учетом напряжения смещения нуля сравнивающего устройства, получим

1 1 + -1 .—,- "Г - "ДД " ВХ %У=т% "X ("Ы

ВХ) Х С или

Ц 1" ОД +Й ЭцА ул 1 )

0 а

5 8349

Из (4) и(5) видно, что погрешность временного интервала не зависит от смещения нуля сравнивающего устройства 9. В моментФ устройство 10 выделения разности двух временных интервалов формирует импульс ь6, который через логический элемент ИЛИ 3 вновь устанавливает интегратор 3. в нулевое состояние, в момент 1.,о — импульс 7> длительность которого равна io (6)

Импульс ь7- поступает на управляющий вход ключа l l, который подключает вход интегратора l к обшей точке, и инте. гратор 3. начинает интегрирова1ь потенциальную и токовую составляющие смешения нуля усилителя интегратора l. В момент времени триггер l2 устанавливается в единичное положение и фор- щ мирователь 2 вновь формирует импульс,, который через логические элементы И 7 и 3.3 поступает соответственно на управляющий вход ключа 8 и на выход преобразователя. Ключ 8 подключает на д вход интегратора l опорное напряжение, Ф которое интегрируется до момента равенства выходного напряжения интегратора 3. с выходным напряжением инте. гратора 6. В момент времени 1. вы- Зп ходное напряжение интегратора 1 равно 11 t12. .о=Я(м „+M>„)dt+Ц(о ьод„+ и 1м=

= "х+4 ", вИ - ") изобретения

Форм ул а

Преобразователь напряжения во временной интервал по авт. св. No 72073.7, отличающийся тем,что,с целью повышения точности преобразования, в него введены триггер, дополнительный элемент И, дополнительный ключ и блок выделения разности двух интервалов, причем дополнительный элемент И включенмежду пятым выходом формирователя вре-. менных интервалов и управляющим входом второго ключа, при этом второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом блока сравнения, вход дополнительного ключа соединен с общей шиной, а выход — со входом интегратора, входы блока выделения разности двух интервалов соединены соответственно с выходом дополнительного элемента И и со вторым выходом формирователя, временных интервалов, первый выход блока выделения разности двух интервалов

1 соединен с дополнительным входом элемента ИЛИ, а. второй — с управляющим входом дополнительного ключа,. с дополнительным входом формирователя и с входом триггера, выход которого соединен с дополнительным входом основного элемента И.

Источники информации, принятые во внямаиие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 72073.7, кл. Н 03 К 13/20, 1980 по заявке % 3.862558/2l,25.12.72 (прототип) .

Приравнивая правые части уравнений (2) и (7) с учетом напряжения смсщения нуля сравнивающего устройства, по- щ лучим

1, "x"1 т "до " вх), Ь =."-, ц „+-",(д + (4 "О. ЛЦй,р+ К.1 „

Выходной временной интервал выделяется логическим элементом И 33 как результат логического произведения пятого временного интервала с выхода .формирователя 2 ф выходных сигналов сравнивающего, устройства 9 и триггера 12.

В предлагаемом преобразователе компенсация происходит во всем диапазоне преобразования и зависит, только от точности определения первого временного

r f интервала х, пропорционального преобразуемому напряжению, т.е. устройство повышает точнос ть преобразования напряжения во временной интервал.

834901

Фаях тг.В

Ьх а ди

8 дия

СЦ

ВНИИПИ Заказ 4117/85

Тираж 988 Подписное

Фипиал ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4