Преобразователь напряжение-код

 

О П И С А Н И Е ()938387

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмвлмстмческми

Рес убл (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.07.76 (2! ) 2381721/18-21 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 23.06.82. бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.06.82 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/02 фвудлустинай квинтет

CCCP ав ававн нзвбрвтеывв и вткрнтвй (53) УДК 681.325 (088.8) А. Н. Фойда, О. Т. Чигирин, Ю. Т. Чигирин и В. К. Нечипоренко (72) Авторы изобретения

/ (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - КОД

Изобретение относится к вычислитель ной технике н может быть использовано в различных системах обработки первжной информации.

Известен преобразователь напряжениекод, содержащий генератор импульсов, выход которого через ключ соединен с последовательно соединенными триггерами, выходы которых соединены с входами преобразователя код - напряжение, выход которого через блок сравнения соединен с входом управляющего триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа (lj

Известен также преобразователь напряжение код, содержащий последовательно соединенные декадные преобразователи напряжения, цифровое отсчетное устройство 123 .

Недостатками известных устройств является низкое быстродействие.

Бель изобретения — повышение быс вродейс твия.

Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение - код, содержащий цифровой отсче жый блох, вход которого соединен с выходом блока обработки информации, последовательно соединенныее декадные преобразователи напряжения введены компаратор, блок опреде ления конца измерения, блок определения диапазона, блок сравнения, два элемента И и два элемента ИЛИ, формирователь управляющих сигналов, формирователи узких и широких импульсов, три счегпща импульсов, счетчик циклов, генератор йь пупьсов и дешифратор, причем вход компаратора соединен с первыми входами пер вого элемента И и блока определения конца измерения, а выход с первыми входами формирователя управляквцих сиг палов н блока определения диапазона, пер вый выход которого через последовательно соединенные формирователь широких импульсов и первый элемент HJIH соедин нен с вторым входом первого элемента И1 выход которого соединен с входом декадно3 93838 го преобразователя напряжения старшего разряда, второй выход блока определения диапазона через последовательно соединенные второй элемент И, первый счетчик импульсов, блок сравнения и формирова тель узких импульсов соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ и блока определения конца измерения, а выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторым входом первого счетчика импульсов, при этом вход счетчика цик: лов через последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, второй счетчик импульсов и дешифратор соединен с кодовы» ми входами декадных преобразователей напряжения, а выход - с входом блока обработки информации, цифровые входы которого соединены с выходами декадных преобразователей напряжения, импульсные входы которых соединены с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход блока сравнения через третий счетчик импульсов соединен с первым входом второго счетчика импульсов и вторым выходом дешифратора, второй вход второго, счетчика импульсов соединен с выходом блока сравнения, второй вход формирова. теля управляющих сигналов» с выходом блока определения конца измерения, третий вход - с третьим выходом блока опзю ределения диапазона, а выход генератора импульсов - c:вторым входом второго элемента И.

На фит . 1 приведена структурная электрическач схема устройства; на фиг. 2 -= временные диаграммы, поясняющие прин35 цип работы устройства.

Устройство содержит компаратор 1,, блок 2 определения диапазона, формиро ватель 3 управляющих сигналов, блок 4

4О определения конца измерения, декадные преобразователи 5 — 7 напряжения блока 8 обработки информации, цифровой ow счетный блок 9, счетчик 10 циклов, элементы ИЛИ 13 и 12, формирователь 13 узких импульсов, дешифратор 14, счеч чики 15 - 17 импульсов, блок 18 сравнения, элементы И 19 и 20, генератор

21 импульсов, формирователь 22 широких импульсов, который включает в себя элемент И 23, второй вход которого соединен с генератором 24 импульсов, а выход соединен с расширителем 25 импуль са определенной длительности.

Формирователь- 3 соединен с нулевыми входами функциональных узлов преобразователя, имеющих элементы памяти и с выходом блока 4.

7 ф

На фиг. 2 представлена временная диаграмма, содержащая напряжение 26 на входе устройства, напряжение 27 на выходе компаратора 1, напряжение 28 на входе формирователя 3, напряжение 29 на выходе блока 2, напряжение 30 на выходе блока 4, напряжение 31 на входе счетчика 15, напряжение 32 на входе элемента И 20, напряжение 33 на выходе формирователя 22, напряжение 34 на втором выходе формирователя 3. Результат вычисления считывается цифровым отсчетным устройством 9.

Кодирование входного напряжения (иэ» мерение мгновенного значения входного сигнала) производится следующим образом. ъ

Измеряемое напряжение поступает на вход компаратора 1 через элемент И 19 на последовательно соединенные декадные преобразователи 5 - 7. В компараторе Х после дифференцирования входного сигнала выделяется последовательность импульсов, соответствующая моментам перехода через ноль входного напряжения. По этой последовательности импульсов в блоке 2 в цикле подготовки преобразователя напряжение - код к измерению определяет» ся частота входного сигнала.

Дальнейшая работа устройства зависит от частоты входного сигнала. Если кодируются сигналы, лежащие в области нижних частот, с выхода блока 2 выдается разрешающий потенциал на элемент И 23 в первый полупериод входного напряжения в цикле измерения (фиг. 2 а). Через нее начинают проходить сигналы генератора 24 частоты f которые после достижения определенной длительности в расширителе 25 поступают с его выхода для запуска декадных преобразователей

5 - 7, а через элемент ИЛИ 11 для стробирования входного сигнала. Так как время преобразования .декадных преобразователей 5 - 7, д Т меньше длитель ности широкого строб-импульса, то за время его действия измеряется мгновенное значение входного сигнала.

Количество измерений мгновенных значений входного сигнала за его полупериод при постоянстве частоты ., генератора 24 зависит от частоты входного сигнала. В связи с этим в блоке,8, где производят» ся функциональные преобразования, необходимые для вычисления действующего значения напряжения, вводктся количеств во измерений мгновенных значений входного сигнала, проведенных за его полу« период. Подсчет количества измерений

5 9383 ,производится с помощью счетчика 10, на который через элемент ИЛИ 12 поступают сигналы формирователя 22.

При работе в области верхних частот, в связи с тем, что декадные преобразователи 5 - 7 не успевают закодировать мгновенное значение входного сигнала за время действия узкого строб-импульса, кодирование производится поэтапно. В первый период входного напряжения коди- ip руется первый разряд этого напряжения, во второй период - второй разряд входного напряжения и т. д. Выбор режима работы (поэтапное кодирование) при работе в области верхних частот осушеств- >> ляется блоком 2, с выхода которого выдается разрешающий потенциал на алемент

И 20, а с другого выхода - сигнал, изменяющий работу формирователя 3 в цикл измерения. 20

Последовательность узких строб-импульсов при поэтапном кодировании мгновенного значения входного сигнала, поступающая через элемент ИЛИ 11 с формирователя 13; вырабатывается следующим 2s образом.

С выхода формирователя 3 в каждый период входного сигнала в момент его перехода через ноль в первый полупериод на нулевой вход счетчика 15 поступают сигналы обнуления. При равенстве кодов в счетчике 15, на который через элемент

И 20 поступают счетные импульсы генеpampa 21, и в счетчике 17 срабатывает блок 18. Сигналы блока 18 поступают зз через формирователь 13 и элемент ИЛИ

11 для стробирования входного сигнала в элементе И 19 и на счетный вход счетчика 16.

Количество срабатываний блока 18 при измерении одного мгновенного значения напряжения равно числу десятичных разрядов кода устройства. При поступлении первого импульса с блока 18 (первый период входного сигнала) счетчик

4$

16 через дешифратор 14 управляет кодированием первого разряда входного сигнала.

При поступлении второго импущ са с блока

18 (второй периоц вкоаного сигнала) на счетчик 16 дешифратор 14 включаетслецую- щий декадный преобразователь 6 и т. д., 50 и -й сигнал блока 18 включает последний декадный преобразователь 7. На этом кодирование первого мгновенного знач ния входного сигнала заканчивается. I1eреход на кодирование последующего (з + Я мгновенного значения входного сигнала

Ос)щесчэляется в результате того, что дешифратор 14 после поступления в счет

87 6 чик 16 импульсов, соответствующих количеству декад, обнуляет счетчик 16, а в счетчик 17 добавляет единицу.

Поэтому блок 18 срабатывает в момент 4.+ 1 относительно начала периода т входного сигнала.

Окончание кодирования мгновенных значений входного сигнала при работе в области верхних ч -.тот происходит после срабатывания блока 4, который выдает сигнал на окончание измерительного прс цесса на вход формирователя 3. Он сра» батывает при поступлении на него первого сигнала блока 18 во второй полупериод измеряемого сигнала (отрицательная полуволна) .

Формула изобретения

Преобразователь напряжение - код, содержащий цифровой отсчетный блок, вход которого соединен с выходом блока обработки информации, последовательйо соединенные декадные преобразователи напряжения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия введены компаратор, блок определения конца измерения, блок определения диапазона, блок сравнения, два элемента

И, два элемента ИЛИ, формирователь управляющих сигналов, формирователи узких и широких импульсов, три счетчика импульсов, счетчик циклов, генератор импульсов и дешифратор, причем вход компаратора соединен с первыми входами первого элемента И и блока определения конца измерения, а выход — с первыми входами формирователя управляющих сигналов и блока определения диапазона, первый выход которого через последовательно соединенные формирователь широких импульсов и первый алемент ИЛИ соединен с вторым входом первого алемента И, выход которого соединен с входом декадного преобразователя напряжения старшего разряда, второй выход блока определения диапазона через последовательно соединенные второй элемент И, первый счеч чик импульсов, блок сравнения и формирователь узких импульсов соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ и блока определения конца измерения, а выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторым входом первого счетчика импульсов, при этом вход счет чика циклов через последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, второй счет чик импульсов и дешифратор соединен с

7 93838 кодовыми входами декадных преобразователей напряжения, а выход - с входом блока обработки информации, цифровые входы которого соединены с выходами декадных преобразователей напряжения, импульсные входы которых соединены с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход блока сравнения через третий счетчик импульсов соединен с первым входом второго счетчика импуль. э сов и вторым выходом дешифратора, второй вход второго счетчика импульсов сощ инен с выходом блока сравнения, второй вход формирователя управляющих сигналов7 S с выходом блока определения конца измерения, третий вход - с третьим выходом блока определения диапазона, а выход генератора импульсов - с вторым входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шляндин В. М. цифровые электроизмерительные приборы. М., Энергия, 1972, с. 249, рис. 6-3.

2. Шляндин В. N. цифровые автокомпенсаторы прямого уравновешивания. М., Энергия, 1968, с. 10 (прототип).

938387

Составитель А. Титов

Редактор Г. Ус Техред С. Мигунова Корректор Л. Боксы

Заказ 4479/78 Тираж 959 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

ho делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа иаб., д . 4/5

Филиал ППП Патент, r. Уиаород, ул. Проектнаа, 4