Преобразователь динамических характеристик аналогового сигнала во временной интервал

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Занвлено06.05.81 (2l ) 3283782/18-21 с присоединением заявки И— (23) ПриоритетОпубликовано 23.11.82. Бюллетень йе 43

Н 03 К 13/20

Гооудерстесниь и комитет

СССР . (53) УДК681.325 (088. 8) по делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 23.11;82 (72) Авторы изобретения

А. Г. Замятин и P. А. Казуров

f7l ) Заявитель

Севастопольский приборостроигельный инст (54) ПРЕОЕРАЗОВАТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ

Изобретение огносится к импульсной гехнике, в часгносги к преобразователям скорости изменения сигнала so временной интервал, и может быть применено в автоматических системах управления, в частности при построении адапгивных аналого- 5 цифровых преоразовагелей развертывающего типа.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные сравнивающее устройство, первый вход которого соедито нен с входом преобразователя, а второй вход — с выходом генератора пилообразного напряжения, и устройство выделения разности временньм интервалов 1) .

Недостаток известного устройства— пониженная точность, гак как при наличиипостоянной составляющей в входном сит нале основное время уходит на ее преобразование во временной интервал.

Наиболее близким к изобретению явштегся устройство, содержащее последовательно соединенные сравнивающее устройство, переключатель биполярных сигнвлов,интегратор, причем выход схемы сравне ния подключен к устройству выделения разности временнъм интервалов (21

Недостатком извесного устройства является огранйченное быстродействие преобразования приращения аналогового сигнала во временной интервал, обьясняемов двухтактным режимом преобразования.

Результат преобразования формируется на выходе устройства вычитания временных интервалов в конце второго такта.

Uem изобретения — повьппение быстрэде йствия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, ro в преобразователь содержащий первый последовательно соединенный переключатель биполярных сигналов, первый тнте ратор, первую схему сравнения, выход которого подключен к первому входу устройства выделения разности временных интервалов, дсетолнительно введены последовательно соединеттные второй переключатель биполярных сигналов, второй интегратор, вторая схема сравнения, выход

3 97649 третий результат которой подключен к второму входу устройства выделения разносги временных интервалов, и два логических элемента, первые и вторые входы которых подключены квыходузнакв устройства выделения раэности временного интервала, третьи входы — к выходу второй схемы сравнения, при этом выход первой схемы сравнения соединен с четвертыми входами логических элементов. 10

На фиг. 1 представлена функнионвльнвя электрическая схема преобразователя;

88 фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит логические 15 элементы 1 и 2, переключатели .3 и 4, биполярных сигналов, интеграторы 5 и, 6, схемы 7 и 8 сравнения, устройство 9 выделения разности временных интервалов.

Устройство работает следующим образом. 20

Входной сигнал X (4) подается на ясоды схем 7 и 8, сравнения,на другие вхо;—, ды этих схем подается развертывающее напряжение, формируемое определенным образом. На вход схемы сравнения 7 с 25 выхода интегратора 5 в течении такта преобразования поступает линейно убиваюшее напряжение, причем начальной точкой развертки является Х (4<)+ а (в соответствии с временной диаграммой фиг. 2).30

На вход другой схемы сравнения поступает линейно возрастающее напряжение с начальной точкой X(6>)-9. Схемы сравнения фиксируют моменты досгижения равенств развертывающих напряжений со . значениями входного сигнала, сдвинутыми на +а и -в.

Твк схема 7 сравнения определяет, момент выполнения, равенства

g, И . 4О

X(tÄ) a-z ) 8t=X(<„) В, (11 схема сравнения 8 определяет момент выполнения равенства.

О, -Б к(„)-В+ < Н=чИ+ .,)а. Ж и

При возрастающем Яф) в соответствии с (1 и 2) условие (1) выполнится раньше и схема 7 сравнения выдаст сигнал начала для выделения разности временных о интервалов в устройстве 9. Поскольку знак производной положительный„на знаковом выходе схемы выделения разности временных интервалов действует единичный сигнал, который блокирует прохож- 5 дение сигналов схемы 7 сравнения через логические элементы 1 и 2 на входы переключателей биполярных сигналов.

8 4

Этим обьсняется то, чго после срвбагывания схемы 7 сравнения напряжение интегратора 5 продолжает уменьшаться.

В момент выполнения равенства (2) срабатывает схема 8 сравнения и своим сигналом через логические элементы 1 и 2 подаст команду переключателям 3 и 4 на изменение интегрируемого напряжения.

Одновременно этот же сигнал является концом выделения разности временного интервала в устройстве 9 введения разности временных интервалов.

Определим длительность импульса, сформированного на выходе устройства

9 выделения разности временных интервалов в конпе такта преобразования.

Совместное решение уравнений (1 и 2) относительно разности и -+ p< и даст = Ь и - и,) = ц (Х(1и,)-> < и )

Rc, Г.

+ х(ь „)-х®,) = Ä axÄ + t Xq„() где RC — элементы интеграторов.

Из полученного выражения следует, что в течении такта преобразования, который соогветсгвует ингерввлу времени +, получена информвдия о приращении сйгна ла. ЬХ зв этот промежугок времени и дополнительная информыаи ЬМ1,„ которая с определенной погрешностью

-экстраполирует приращение Х ® за пределами такта преобразования. В том случае, если X(t)= СОпх(, экстраполяция осуществляется без погрешности. Бремя на которое распространяется экстрвполяпия, равно Ь „„.

Как отмечалось, срабатывание схемы 8 сравнения приводиг к подключению на входы интеграторов напряжения вэзврата

Й U „êîòîðîå значительно превышает t4

Этим достигается практически одновременный выход напряжений интеграторов на следующие начальные условия для +4 такта преобразования. Наличие в устройстве управляющей обратной связи обеспечивает автоколебательный режим работы, получаемый на выходе время импульсный сигнал хвраггеризует приращение иследуемого сигнала с экстраполяцией.

Работа устройства при убивающем )((Q) ,отличается от описанной только тем, что раньше срабатывает схема В, сравнения > в на знаковом выходе устройства 9 действует нулевой потенпивл, который блокирует теперь сигналы схемы 8 сравнения и пропускает сигналы схемы 7 сравненйя.

5 97649& 6

Различия в работе устройства при поло- деления разности временных интервалов, жигельной и отрицательной X(4) видпы о r л и ч а ю шийся тем, что, с на временной диаграмме (фиг. 2). целью повышения быстродействия преобТаким образом, предложенное устройст- разования в него дополнительно введе р, во, сохранив дифференциальный метод из- S последовательно соединенные второй первмерения, выгодно отличается or известного ключатель биполярных сигналов, второй в первую очередь тем, что позволяет по- интегратор, вторая схема сравнения, вй лучить практически ту же информапню ход которой подключен к второму ахдду о динамике сигнала, но уже за один такт. устройства выделения разности временных

Другой немаловажной особенностью явля- 1й интервалов, и два логических элемента, ется то, что устройство выделения раз- первые и вторые входы которых подключе-. ности временных интервалов не нуждается ны к выходу знака устройства выделения в памяти, где хранилось бы значение разности временного интервала, третьи, получает разностный сигнал логичес- входы - к выходу второй схемы сравнения, ким пугем, что значительно упрощает это 1$ при этом выход первой схемы сравнения устройство. соединен с четвертыми входами логичеа . ких элементов

Формула изобретения

Преобразователь динамических характе-.4о ристик аналогового сигнала во временной интервал, содержащий последовательно соединенные первый переключатель биполярных сигналов, первый интегратор, первую схему сравнения, выход которой под- 2 ключен к первому входу устройства выИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Темников Ф. Е., Славинский B. Л.

Математические развертываюшие системы

М., "Энергия, 1970, с. 23.

2. Авторское свидетельство СССР-:, НГ 688987, кл. Н ОЗ К 13120, 1978 (прототип) .

978498

Составитель Н. Козлов

Редактор С. Патрушева Техред 3.Палий Корректор И. Ватрушкина

Заказ 9013/78 Тираж 959 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