Преобразователь амплитуды импульсов в код Советский патент 1983 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано в информационно-измер тельных системах. Известен аналого-цифровой преобразователь/ работающий по принци пу поразрядного уравновешивания, содержащий блок сравнения, триггер ный регистр, цифро-аналоговый пре образователь распределитель тактовых импульсов, генератор тактовых импульсов и. элементы И 1. Однако устройство не может измерять амплитуду импульсов с высок точностью, поскольку за время существования импульса не позволяет сделать достаточное количество так тов преобразования. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является устройство, содержащее распределитёль импульсов, триггерный регистр цифро-аналоговый преобразователь, входами подключенный- к выходам три герного регистра, компаратор, первый вход которого подключен к выходу цифро-аналогового преобр зова теля, а второй - к входу преобразо вателя амплитуды импульсов в код, элементы И по числу разрядов, первые входы которых подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы - к первым входам триггеров соответствуюгаих разрядов триггерного регистра 2. Недостатком известного устройства является низкая точность из Мерения амплитуды импульсов малой длительности, поскольку за время существования импульса невозможно произвести достаточное число тактов преобразования. Цель изобретения - увеличение точности измерения амплитуды корот них импульсов. Поставленная цель достигается тем, что, в преобразователь амплит ды импульсов в код, содержащий компаратор, первый вход которого соединен с входной шиной, второй зход - с выходом цифро-аналогового (реобразователя, входы которого со ответственно соединены с выходами триггерного регистра, первые входы которого соответственно соединены с выходами распределителя импульсо и с первыми входами элементов И, вторые входы которых объединены и выходы соответственно подключены к вторым входам триггерного регист введены три формирователя, а распределитель импульсов выполнен на сдвигающем регистре, входы синхронизации которого через первый формирователь подключены к первому вх fty компаратора, выход которого через второй формирователь подключен к вторым входам элементов И, при этом выход младшего сдвигающего регистра через третий формирователь подключен к шине импульса окончания. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя амплитуды импульсов в код. Преобразователь содержит распределитель 1 импульсов, триггерный регистр 2, цифро-аналоговый преобразователь 3, входами.подключенный к выходам триггерного регистра 2, компаратор 4, первый вход которр го подключен к выходу цифро-аналогового преобразователя 3, элементы И 5по числу выходных разрядов, первые входы которых соединены с выxoдa ми распределителя 1 импульсов и вторыми входами триггеров 6 соответствующих разрядов триггерного регистра 2, первые входы которых собщинены с выходами элементов И 5, формирователи 7-9, а распределитель 1 импульсов вьшолнен в виде сдвигающего регистра, входы синхронизации триггера 10 которого подключены к выходу формирователя 7, подключенного совместно с вторым входом компаратора 4 к шине входное го сигнала, выход компаратора 4 через формирователь 8 подключен к вторым входам элементов И 5, а формирователь 9 подключен к выходу триггера 10 триггерного регистра 1, соответствующего младшему разряду. Преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 6и 10, соответствующие старшему разряду , находятся в положении , а остальные триггеры триггерного регистра 2 и сдвигающего регистра 1 находятся в О . (Цепь установки нуля не показана). На первый вход компаратора 4 с диф ро-аналогового преобразователя 3 приложено напряжение. где Uo напряжение, соответствующее младшему разряду; N - разрядность выходного соответствуквдее старшему разряду. На шину входного сигнала подают импульсы с равной, но неизвестной амплитудой Д . Если амплитуда первого импульса окажется больше , компаратор 4 выработает импульс, длительностью равный времени пре- , вышения амплитудой АХ уровня (JQ 2. . Из образовавшегося сигнала формирователь 8 выработает импульс стандартной длительности и амплитуды, который пройдя через открытый элемент И5, переведет триггер 6, соответствующий старшему разряду, в состояние. По заднему фронту исследуемого импульса при уровне, равном напряжению младшего разряда, формирователь 7 выработает импульс f поступающий на сдвиговый регистр 1. При этом триггер 10, соответствующий старшему разряду установится в О, а последующий триггер 10 в , давая разрешение на соответствующий элемент И5 и переводя в 1 соответствующий триггер б. Если же Ау окажетсяменьше УО2.,триггер 6 старшего разряда после прихода измеряемого импульса остане ся в Согласно результату сравнения первого импульса с Uuon ци ро-аналоговый преобразователь 3 выработает напряжение либо 3/2 (Jo 2. либо 1/2 с которым .происходит сравнение амплитуды второго импульса, согласно описанному алгоритму. С приходом К - го импульса триггер 10, соответствую щий младшему разряду, переводится в О , одновременно формирователь 9 вырабатывает импульс, сви детельствующий об окончании преобразования. Остальные импульсы не jCKaatyTCfl на состоянии триггерного регистра 2, поскольку все триггеры 10 сдвигающего регистра 1 насостоянии. Миходятсянимальная длительность измег ряемых импульсов определяется временем задержки срабатывания компаратора 4 и составляет единицы, доли наносекунд. Таким образом, увеличение точности измерения амплитуды коротких импульсов происходит за счет неоднократного сравнения ее с набором . эталонных мер, взвешенных по двоичному закону. При этом число сравнений (число исследуемых импульсов) равно требуемому числу разрядов вьосодного двоичного кода« Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства j состоит в том, что оно не критично к форме, частоте повторения и периодичности исследуемых импульсов. Если в течение исследуемого импульса произойдет несколько срабатываний компаратора, это не приведет к искажению выходной инфомации. Устройство позволяет измерять амплитуду импульсов при небольших пачках импульсов. Минимальная длительность измеряе1 4 1х импульсов определяется характеристиками примененного компаратора ; (дискриминатора).

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ |1МПУЛЬСОВ в код/ содержсцций компа| атор, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход ,с выходом цифро-аналогового прербразователя, входы которого соответст:венно соединены с выходами триггерно iro регистрАу первые входы которого соответственно соедине ш,с выходс1мн I распределителя нмпульёов и с перёьшй входами элементов И, вторые охсааа которых объединены, а выходы соответственно подключены к входам триггерного регистра, о т л и чаю Ч и и с я тем, что, с целью повы- шения точности измерения амплитуда коротких импульсов, в него введены три формирователя, а распределитель импульсов выполнен на сдвигающем регистре. Заходы синхронизации ко-: торого через первый формирователь подключены кпервому входу компаратора, выхлд которого через второй формирователь подключен к вторым входам элементов И, при этом выход , § младшего разря сдвигающего регист(Л ра через третий рмнрователь подключен к шине, импульса окончания, . С Ллв9 Л9. : СО 00