Способ время-импульсного аналого-цифровогопреобразования напряжения переменного токаи устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцкалнсткческик

Реслублмк

< >847508 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.79 (21) 2745529/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 03 К 13/20

Гасударствеиимв камитет (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.81

Ilo девам изовретеиий и аткрмтий (72) Авторы изобретения

P. М. Гайдучок, М. М. Дорожовец и П. Ю. Фард

Научно-производственное объединение радиоэлектр медицинской аппаратуры (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может найти применение в системах преобразования и передачи цифровой измерительной информации.

Известен способ время-импульсного аналого-цифрового преобразования, в котором для получения отсчетов через одинаковые интервалы времени формирования развертывающегося напряжения начинают с приходом тактовых импульсов (11.

Недостатком данного способа является наличие динамической погрешности, обусловленной тем, что отсчеты, полученные в момент равенства развертывающегося и измеряемого напряжений, относят к соответствующим моментам поступления тактовых импульсов.

Известен способ время-импульсного аналого-цифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающийся в том, что в каждом цикле преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало формирования которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образоцового линейно-изменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса.

Известно устройство время-импульсного аналого-цифрового преобразования, содержащее генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход

10 которого подключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входом первого элемента управления ключом, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты, выход первого ключа соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра и первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента управления ключом, 847508

5 о

>5

20 зо

55 первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход блока сравнения кодов подключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и к управляющему входу счетчика (2).

Недостатком данных способа и устройства является невозможность преобразования непериодических сигналов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, сог.— ласно способу время-импульсного аналогоцифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающемуся в том, что в каждом цикле преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образцового линейноизменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса, в каждом последующем цикле преобразования формирование образцового линейно-изменяющегося напряжения начинают с опережением очередного тактового импульса на интервал времени, выделенный в предыдущем цикле.

В устройстве время-инпульсного аналого-цифрового преобразования, содержащем генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входом первого элемента управления ключом, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты, выход первого ключа соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра и первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента управления ключом, превый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов,.а выход блока сравнения кодов подключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и к управляющему входу счетчика, второй вход второго элемента управления ключом соединен с выходом блока сравнения кодов, со вторым входом первого элемента управления ключом и управляющим входом вычитающего счетчика.

На фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая предлагаемьщ способ; на фиг. 2 — блок-схема предлагаемого устройст ва; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразуемое напряжение U óðàâíîвешивают линейно-изменяющимся напряжением U (фиг. 1), формирование которого в первом цикле начинают с приходом тактового импульса в момент времени t, выделяют интервал времени T i от начала формирования U до его равенства с преобразуеI мым напряжением (t z), квантуют его импульсами опорной частоты, отсчет относят к моменту прихода тактового импульса. В последующих циклах преобразования формирование развертывающегося напряжения

U> начинают с опережением очередного тактового импульса, появляющегося в момент времени t„(i >I), на интервал времени Т:,, выделенный в предыдущем цикле. Все остальные приемы производят аналогично первому циклу.

Устройство (фиг. 2) содержит блок 1 сравнения, генератор 2 линейно-изменяющегося напряжения, регистр 3, первый элемент 4 управления ключом, первый ключ 5, счетчик 6, генератор 7 опорной частоты, блок 8 сравнения кодов, вычитающий счетчик 9, второй ключ 10, второй элемент 11 управления ключом.

При включении устройства в вычитающем счетчике 9 устанавливается значение

Й оси.маркс,= 3 Ч. = f. -"- д — где f q — частота следованйя импульсов генератора опорной частоты 7; г= ™кс — время достижения образцовым на

$ пряжением максимального преобразуемого напряжения U„

Г

S — крутизна образцового напряжения, а в счетчике 6 — любое значение N H (фиг. 3).

Крутизна S выбирается из условия, что бы не превышало половины периода следования тактовых импульсов Т = t — t ,г е 5 Rì,P Aa .

Т

При поступлении первого тактового импульса (t I) на выходе второго элемента 11 управления ключом появляется напряжение, соответствующее логической единице, ключ

10 открывается, и импульсы опорной частоты начинают поступать на счетный вход вычитающего счетчика 9. В момент времени когда значения, зафиксированные обо% ими счетчиками становятся равными, т. е. о

М = Ив и, срабатывает блок 8 сравнения кодов, и импульс с его выхода сбрасывает состояние счетчика 6 в нуль, устанавливает в счетчике 9 значение N и „ „, изменяет состояние элементов 4 и 11 таким образом, что на выходе элемента 4 появляется напряжение, соответствующее логической единице, на выходе элемента 11 — логического нуля, запускает генератор 2. Следовательно, с момента времени t+ ключ 10 закрывается, а ключ 5 открывается, и счетчик 6 начинает заполняться импульсами опорной частоты. (В момент времени tq, когда U< — — Up,срабатывает блок 1 сравнения, и импульс с его

847508

Формула изобретения (/Х, f

6tuz.1 выхода устанавливает на выходе элемента

4 состояние логического нуля, в результате чего ключ 5 закрывается и прекращается прохождение импульсов на счетчик 6, кроме того, импульсом с выхода блока 1 сравнения производится перезапись в регистр 3 информации с информационных выходов счетчика 6. Значение, записываемое в регистр 3, пропорционально значению преобразуемого напряжения

= о(т1 — t a) = 1о сн„ S

Полученный отсчет относят к моменту времени t1+ ..С приходом очередного тактового импульса весь цикл работы устройства повторяется с той разницей, что в счетчике будет зарегистрировано не случайное значение N „, а значение, пропорциональное преобразуемому напряжению в преды1 дущем цикле — Nåí.

1. Способ время-импульсного аналогоцифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающийся в том, что в каждом цикле .преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образцового линейноизменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждом последующем цикле преобразования формирование образцового линейно-изменяющегося напряжения начинают с опережением очередного тактового импульса на интервал времени, выделенный в предыдущем цикле.

2. Устройство время-импульсного аналого-цифрового преобразования, содержащее генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входОм первого элемента управления ключом, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты, выход первого ключа соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра и первым входом блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом вто2О рого элемента управления ключом, первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход блока сравнения кодов подключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и

25 к управляющему входу счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, второй вход второго элемента управления ключом соединен с выходом блока сравнения кодов, со вторым входом первого элемента управления зо ключом и управляющим входом вычитающего счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Швецкий Б. И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. 1970 з с. 18 — 21.

2. Авторское свидетельство СССР по заявкам № 2597413/21, 2597414 21, кл. Н 03 К 13/20, (прототип)..847508

Фиг.2

4, макс сг 2 (7 f 22с2 Чс22

Уг

"сн нсн, накс (1)

Мсн (д) сн

&сн асск

0 &С г

Фиг.д

Составитель В. Махнанов

Редактор Ю. Петрушко Тех ред А. Бо йкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5527/85 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 33035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4