Устройство для сравнения напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()896595

Ф

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 280380 (21) 290034 3/18-24 (51)М. Кл З с присоединением заявки ЙоG 05 В 1/01

Госудврствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0701.82, Бюллетень No 1

Дата опубликования описания 07. 01. 82 (53) УДК 82-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.А. Гусев и В.В. Морозов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и цифровых измерительных при5 борах.

Известно устройство для сравнения напряжений, состоящее из пороговых элементов и триггеров (1).

Недостатком данного устройства яв- 10 ляется низкая точность и отсутствие возможности определения знака разности выходных напряжений, т.е..огриниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок управления, первый выход которого подключен через генератор линейно изменяющегося 20 напряжения к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства(2), Недостатками такого устройства являются низкая помехозащищенность и ограниченные функциональные воэможности, т.е. отсутствие возможности определения знака разности входных напряжений. 30

Цель изобретения — повышение помехозащищенности и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для сравнения напря- жений введены первый и второй тригreры и логический блок переключений, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, третий и четвертый входы вЂ, с выходами первого и второго триггеров, первые входы которых соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, а вторые входы — соответственно с первым и вторым выходами логического блока переключений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для сравнения напряжений; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит блок 1 управления; генератор 2 линейноиэменяющегося напряжения; первый 3 и второй 4 компараторы, первый и второй элементы

И-НЕ 5 и 6, первый и второй блоки сравнения 7 и 8 и элемент ИЛИ 9 образуют логический блок 10 переключений; первый и второй триггеры 11 и 12; .импульсы U с выхода блока 1 управ89б595

60 б5 ления U„; выходное напряжение генератора линейноизменяющегося напряжения

П„; выходные напряжения (сигналы) соответственно первого и второго компараторов U> и U,. выходные напряжения (импульсы) первого и второго элементов И-НЕ Uy и U, выходные напряжения (импульсы) — первого и второго блоков сравнения U u U напряжения (сигналы) — на первом и втором выходах первого триггера U и U1 1 г напряжения (сигйалы) — на первом и втооом выходах второго триггера Uqg

-l

У,1; измеряемое напряжение УиЗ изм опорное напряжение U „; временйые интервалы между импульсом, запускающим генератор линейноизменяющегося напряжения, и передними фронтами сигналов соответственно на выходах пер.вого и второго компараторов i » и, длительности импульсов на выходах соответственно первого и второго блоков сравнения 7д„.и,, Устройство работает следующим образом.

Импульсы U с блока 1 управления поступают на первые установочные входы первого и второго триггеров

11 и 12, устанавливают их в единичное состояние и запускают генератор

2 линейноизменяющегося напряжения, напряжение У1 с выхода которого подается на первые входы первого и второго компараторов 3 и 4. На выходе первого компаратора 3 в момент, когда это напряжение достигнет величины измеряемого напряжения U„», образуется положительный перепад напряжения. При этом временной интервал между импульсом, Запускающим генератор

2 линейноизменяющего напряжения, и передним фронтом сигнала на выходе первого компаратора 3 пропорционален измеряемому напряжению U» . Когда напряжение U g достигает величины опорного напряжения Upq íà выходе второго компаратора 4 образуется положительный перепад напряжения U .

При этом временной интервал Г о между импульсом, запускающим генератор 2 линейноизменяющего напряжения и передним фронтом сигнала U4 на выходе второго коипаратора 4 пропорционален опорному напряжению U „ .

В дальнейшем сигналы с выходов йервого и второго компараторов 3 и 4 поступают на первый и второй блоки

7 и 8 сравнения логического блока

10 переключений.

В случае, когда измеряемое напряжение U р больше опорного напряжения U „(U» o U«), работает первый блок 7 сравнения. Причем на его первый вход поступает сигнал U> с выхода первого компаратора 3 через первый элемент И-НЕ 5, на второй вход— сигнал U4 непосредственно с выхода второго компаратора 4. Так как в это время на третьем входе первого бло5 !

О

50 ка 7 сравнения присутствует сигнал логической единицы U снятый с выхода (прямого) первого триггера

11, то на выходе первого блока 7 сравнения образуется импульс U длительностью „, который во временной

Т форме несет информацию о разности измеряемого U и опорного U „ напряжения. Далее йолученный импульс через элемент ИЛИ 9 поступает на выход устройства и одновременно своим задним фронтом по второму (счетному) выходу первого триггера 11 перебрасывает его в нулевое состояние, тем самым блокируется третий вход первого блока 7 сравнения, исключая возможность изменения состояния на выходе первого блока 7 сравнения до прихода следующего импульса с блока

1 управления. При этом на другом выходе (инверсном) триггера 11 появляется сигнал логической единицы, что свидетельствует о превышении измеряемым напряжением U oïoðíîão напряжения U „ . Поступающие на первый и второй входы второго блока 8 сравнения импульсы U и Ug соответственно с выходов первого компаратора 3 и второго элемента И-HE б находятся в противофазе, поэтому состояние на выходе блок 8 сравнения не изменяется.

В случае, когда измеряемое напряжение Uqy меньше опорного напряжения

U (U „< Ьрp, . работает второй блок

8 сравйения. Причем на его первый вход поступает сигнал U полученный с выхода второго компаратора 4 путем инверсии с помощью второго элемента И-НЕ б, а на второй вход — сигнал U> непосредственно с выхода первого компаратора 3. Так как в это время на третьем входе второго блока 8 сравнения присутствует сигнал

I логической единицы П„, снятый с выхода (прямого) второго триггера 12, то на выходе второго блока 8 сравнения образуется импульс Ug длительностью ь, содержащий информацию о разности измеряемого напряжения

U„ и опорного напряжений

Полученный импульс Пэ через элемент ИЛИ 9 поступает на выход устройства и одновременно своим задним фронтом перебрасывает в нулевое состояние второй триггер 12, блокируя тем самым вход второго блока 8 срав нения, исключая возможность изменения состояния на выходе второго блока 8 сравнения до прихода следующего импульса с блока 1 управления.

В то же время на другом выходе (инверсном) второго триггера 12 появляется сигнал логической единицы, несущий информацию о превышении измеряемого напряжения U îïîðíûì напряжением UpÄ . Поступающйе на первый и второй входы первого блока 7 сравнеHMIIJJJIBCH Uy H Uq. C BEilXOQOB BTOPO

896595 го компаратора 4 и первого элемента

Й-НЕ соответственно находятся в противофазе, поэтому состояние на выходе этого блока не изменяется.

Использование гредлагаемого устройства для сравнения напряжений по5 эволяет повысить помехозащищенность и расширить функциональные возможности. !

О

Формула изобретения

Устройство для сравнения напряжений, содержащее блок управления, первый выход которого подключен через генератор линейно изменяющегося 15 напряжения к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены соответственно с

Первым и вторым входами устройства, отличающееся тем, что, 20 с целью повышения помехозащещенностн и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит первый и второй триггеры и логический блок переключениЯ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, третий и четвертый входы — с выходами первого и второго триггеров, первые входы которых соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, а в орые входы — cooêâåòñòâåííî с первым и вторым выходами логического блока переключений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 421975, кл. G 05 В 1/01, 10.07.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 405104, кл. С 05 В 1/01, 25.06.72.

896595

Составитель Г. Нефедова

Редактор H. Безродная Теехред М.Надь Корректор М. Шароши

Заказ 11697/36

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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