Устройство для преобразования напряжения в цифровой код

 

(72) Авторы изобретения

Ан. Ф. Архипенко и А. Ф. Архипенко (7I ) Заявитель (54) CTPOACTBO ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОЙ КОД

1 Изобретение атносится к измерительнай технике и мажет быть использовано при разработке цифровых вольтметров повышенной точности.

Па основному авт. св. N. 873407 известно устройство для преобразования на- пряжения в цифровой кап, содержащее два генератора линейно-изменякхцегося напряжения, два нуль-органа, цва триггера, генератор опорной частоты, ключ и счет R С13.

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает высокой точности преобразования напряжения в цифровой код иэ-за наличия нелинейности генераторов развертывающих напряжений..

Цель изабретения - повышение точности преабразования напряжения.

Поставленная пель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения в пифровой коц, соцержащее первый нуль-орган, первый вхоц- которого ññüединен с шиной входного сигнала, второй вход соединен с выходом первого генера2 тара линейно-изменяющегося напряжения, с первым входом второго нуль-органа, а выхац подключен к первому входу первого триггера, второй вхоц Которого папключен к первому вхопу второго триггера и к выход второго нуль-органа, а инверсный выход через второй генератор линейно-изменякацегося напряжения соединен с вторым входом второго нуль-органа, при этом второй вход второго триггера соединен с шиной управления, е выхоц ега — с входом первого генератора линейнс -изменяющенося напряжения, кроме того выхоц генератора образцовой частоты соединен с первым входом ключа, выхоц которого соединен с входам счетчика, введены третий и четвертый триггеры и генератор импульсав, выход которого саецинен со счетными входами первого и второго триггеров, а вход соепинен с инверсным выхоrtoM третьего триггера, первый вхоц которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а второй вхоц соединен с выходом второго нуль-органа и первым

3 953 И8 входом четвертого триггера, ьторой вход которого соединен с шиной управления, а выход его ссединен с вторым входом Emoча.

На фиг. 1 и 2 показаны функциона льная схема устройства и ьременная диаграмма его работы.

Устройство для преобразования напря жения в цифровой код (фиг. 1) содержит первый, второй, третий и четвертый триг-1в геры 1-4, генератор образцовой иастоть

5, перьый и ьторой t.енераторы 6 и 7 линейно-изменяющихся напряжений, генера- тор 8 импульсов, ключ 9, первый и ьтп» рой нуль-органы 10 и 11, счетчики 12 импульсов, шину 13 входного сигнала и шину 14 управления. Причем сигнал на-, чала преобразования подается на входы установки в единичное состояние триггероь 2 и 4, выходы которых соотьетстьен» но подключены к входам генератора линейно-изменяющегося напряжения 6 и ключа 9. Выход генератора обрвэцоьой частоты 5 подключен к второму Входу ключа 9, выход которого соединен со счет чикам 12. Преобразуемое напряжение 0 I подается на. перьый вход нуль-органа 10) в второй вход обьединен с первым входом нуль-органа 11 и подключен к выходу генератора линейно-изменяющегося напряжения 6. Выход нуль-органа 10 соединен с вторым входом триггера 2. Вход генератора импульсов 8 подключен к выходу триггера 3, вход установки которого в единичное состояние соединен с входом генератора линейно-изменяющегося напря - З жения 7 и подключен к выходу триггера

1. Кроме voto, выход генератора импульсов 8 соединен со счетными входами триггеров 1 и 2, а выход генератора линейно-изменяющегося напряжения 7- С 40 входом нуль-органа 11, ььасод которого подключен к цепям установки всех триггеров в нулевое состояние.

Временная диаграмма (фиг. 2), пояс няющая работу устройства, содержит выхопной сигнал 15 триггера 3, управляющий импульс, характеризующий начало преобразования 16, выход 17 нуль-органа

10, преобразуемое напряжение 18, ьыходные напряжения, 19 и 20 генераторов 6 и 7 линейно-изменяющихся напряжений, выходной снгнал 21 триггера 2, выходной сигнал 22 триггера 1, Выходные сигналы

23 генератора 8 импульсов, выходной сигнал 24 нуль-органа 1 1,выходной сигнал 25 55 триггера 4, выходные сигналы 26 генератора образцовой частоты 5, выходные сигналы 27 на выходе ключа 9.

1 4

Устройство работает следующим обра« зом.

Перед началом преобразования ьсе триггеры. находятся в состоянии "О, генераторы отключены.

B момент времени t.„по приходу сигНапа управлени, разрешающего измерение, с помощью триггера 2 запускают генератор 6 линейно-изменяющегося напряжения, который формирует напряжение 19 (фиг, 2) .. Одновременно переключается триггер 4 и его выходным сигналом открывается ключ 9 и счетчик 12 подсчитывает количество импульсов, прошедших через ключ от генератора образцовой частоты 5. Измеряемое напряжение 0 ;и линейно-изменяющееся напряжение 19 (фиг. 2) постоянно сравниваются с нульорганом 10.

В момент времени t g равенства напряжений Ц „и 19 (фиг. 2) выходным сигналом нуль-органа 10 дополнительный триггер 1 переключается в состояние "1, который запускают вспомогательный генератор 7 линейно-изменяющегося напряжения и с помощью триггера 3 генератор 8 импульсов. Импульсы генератора

8 с помощью триггеров 1 и 2 упраьляют работой генераторов- линейно-иэменяюшегася напряжения: в момент прихода каждага очередного импульса генератора 8 изменяется наклон развертываемых напряжени й.

При этом величины, линейно-,изменяющихся напряжений 19 и 20 (фиг. 2) постоянно сравниваются нуль-органом 1 1.

B момент ьремени 4 равенства напряжений 19 и 20 (фиг. 2) выходным сигналом нушоргана 11 все триггеры устанавливаются в исходное состояние и прекращается работа генераторов 6 и

7 линейно-изменяющихся напряжений генератора 8 импульсоь, ключ 9 закрывается и прекращается подсчет импульсов счетчиком 12, Число импульсов и <, зафиксированное счетчикам 12, считывают как цифроьой результат преобразования.

На этом цикл преобразованйя заканчивается.

Повышение точности преобразования напряжения в цифровой код достигается эа счет дополнительного масштабного пре образования временного интервала, пропорционального преобразуемоМу напряжению. При этом не требуется увеличения частоты следования счетных импульсоь- и, следовательно, повышения быстро ействия используемых элементов схемы.

Кроме того, периодическое и синхрон5 953 ное изменение направления изменения наклонов линейно-изменяюшижя напряжений обеспечивает возможность преобразования независимо от длительности рабочего хода и амплитуды развертьэаюших напряже- > ний, а также скоростей их изменения, что достигается соответствующим выбором частоты колебаний генератора импульсов.

Это позволяет снизить требования к ука« эанным параметрам генераторов линейно- 10 изменяюшихся напряжений.

Повышение точности достигается также за счет уменьшения влияния нелиней« ности используемых линейно-изменяюшихся напряжений, что обеспечивается выбо- 1 ром режима работы генераторов на нача-. льном линейном участке.

Формула и зобрет ения

Устройство для преобразования напряжения в ш фровой код по авт. св.

581 . 6 N. 873407, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с делью повышения точности преобразования напряжения, введены тре тий и четвертый триггеры и генератор импульсов, выход которого соецинен со счетными входами первого и второго трит геров,а вход соединен с инверсным выхо;дом третьего триггера, первый вход кс торого соединен с инверсным выходом первого триггера, а второй вход соединен с выходом второго нуль-органа и первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с шиной управления, а выход соединен с вторым входом ключа.

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 873407, кл. Cj 01 R 19/25, 09.08.79 °

95358 1 авиа.2

Составитель Л. Беляева

Редактор А. Козориз Техред T.Ôàíòà Корректор B. Еутяга

Заказ 6271/74 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мссква, Ж-З5, Раушская наб., и. 4/5

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