Амплитудный дешифратор Советский патент 1983 года по МПК H03K13/175 

Изобретение относится к автомати и вычислительной технике и может быт использовано в аналогоцифровых вычи лительных комплексах и специализиро ванных ЭВМ, ; Известны аналогоцифровйе преобра заватели, содержащие набор компараторов , включенных параллельно источ нику сигнала, и кодирующую логику, построенные на полупроводниковой си стеме элементов Однако укаванные устройства имею недостаточную надежность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является амплитудный дешифратор, содержащий N ферритовнх сердечников с обмотками входными, вьосодными и смещения, N формирователей выходного тока и схемы коммутации, причем входные об мотки всех сердечников соединены со гласно и последовательно подключены к цепи измеряемого тока, обмотки см щения всех сердечников соединены по следовательно и включены встречно по отношению к входным обмоткам, по ключены к схеме коммутации, выходные обмотки каждого сердечника соединены с входами соответств ующих формирователей выходного тока, выходы которых являются выходами устройства, причем число витков входны обмоток различно (w W2..,|, а число витков обмоток смещения одина ково С2. Недостатками известного устройства являются низкая надежность и в сокая потребляемая.мощность. Низкая надежность обусловлена критичностью схемы к стабильности источника питания. Действительно, выборка одного из N сердечников проиогходит при увеличении тока смещения на фиксированную величину Л f значение которой выбирается таким, чтобы их К сердечников, намагниченных под действием измеряемого тока До состояния с индукцией, больше или равной + Вг, только один переключался в состояние с остаточной индукцией - В г. Надежность схемы в значительной мере определяется стабильностью л1. см, так как при отклонении д см от номинального зна чения может происходить отказ, обус словленный выборкой двух и более сердечников либо пустой выборкой. В свою очередь стабильность Л1 см зависит от стабильности напряжения источника питания. Значительная потребляемая мощность обусловлена постоянно протека кяцим тором смещения. Цель- изобретения - повышение на дежности и снижение потребляемой мо ности устройства. Указанная цель достигается тем , .НТО в амплитудный дешифратор, содержащий (N-I) ферритовых сердеч- . НИКОВ с обмотками входными, выходу-,ными и смещения, (N-1) формирователей выходного тока, причем входные обмотки соединены последовательно .и согласно, обмотки смещения соединены последовательно и включены встречно по отношению к входным обмоткам, выходные обмотки подключены к входам соответствующих основных формирователей выходного тока, введены формирователи импульсов тока смещения, считывания и эталонного тока и ключ, а в каждом сердечнике - дополнительные входные обмотки, соединенные последовательно, включенные согласно с основйыми входными обмотками и подключенные через ключ к шине источника изме Ьяемого тока, а также обмотки считывания, соединенные последовательно, включенные встречно по отношению к входным обмоткам, подключенные к выходу формирователя импульсов тока считывания, причем ос-. новные входные обмотки подключены к выходу формирователя импульсов эталонного тока, а обмотки смещения г к выходу формирователя импульсов тока смещения,кроме того,введены дополнительно N ферритовых сердеч НИКОВ с обмотками установки, считывания, записи и выходными, формирователи импульсов токов установки и считывания, N формирователей выходного тока, выходы которых являются выходами устройства, причем обмотки считывания соединены согласно и последовательно и подключены к выходу .формирователя импульсов тока считывания, обмотки установки соединены последовательно и,кроме обмотки первого сердечника, включены согласно с обмотками считывания и подключены к выходу формирователя импульсов тока установки, обмотки записи цервого и второго сердечников соедиЙены встречно и последовательно, при-, чем обмотка записи первого сердечника включена согласно с обмоткой считывания и подключена к выходу (М-1) основного формирователя выходного тока, обмотки записи остальных сердеч;Ников подключены к выходам соответствующих формирователей выходного тока, выходные обмотки первого, и N-ro дополнительных сердечников включены встречно по отношению к обмоткам считывания и подключены соответственно к входам первого и N-ro дополнительных формирователей выходного тока, к входам всех остальных -х формирователей выходного тока подключены последовательно и встреЧно соединенные выходные обмотки 1-го и I + + 1-го дополнительных сердечников, ;сде , ...N-1 - номер соответствующего формирователя и сердечника, при чем обмотка 1-го сердечника включена .встречно обмотке считывания. На фиг. 1 представлена общая схем амплитудного дешифратора; на фиг. 2 таблица истинности, в соответствии с которой происходит его работа. Амплитудный дешифратор содержит 1 ерритовые сердечники 1-1 - l-N-l, входные обмотки 2-1 - 2-N-1, обмотки смещения 3-1 - З-М-1, обмотки считывания 4-1 - 4-N-1, выходные, обмотки 5-1 - 5-5-N-1, ключ б, фор-г мирователь 7 и 8 импульсов эталонного ток смещения,считывания соответственно 9, основные фо{ 1ирователи 10-1 - 10-N-1 выходного тока, обмотки установки 11-1-11-N, обмотки считывания 12-1-12-N, выходные обмотки 13-1-13-N, обмотки записи 14-1-14-N, формирователь 15 импульсов тока уста новки, формирователь 16 импульсов тока считывания, дополнительные формирователи 17-1-17-N выходного тока, входные обмотки 18-1-18-N-1, допол(нительные ферритовые сердечники 19-1 Л9-Н, ьшны 20-22 управления. Схема раоотает еледукмцим образом. Пусть все сердечники 1-1 - 1-N-1 установлены в состояние с остаточной индукцией - В г. При подаче управляюцего импульса в момент времени t по ;управляинцей шине 20 открывается ключ 6, срабатывают формирователи импульсов тока 7, 8 и 15 и по обмоткам 2-17- 2-N-1, 3-1 - З-Н-1, 11-1 - 11-N 18-1 - 18-N-1 протекают соответственно импульсы эталонного тока, тока смещения, тока установки и изме ряемого тока. Ток установки устанавл вает первый иэ N дополнительных cepсде ников 19-1 - 19-м в состояние с остаточной индукцией + Вг, а все-ос тальные - в состояние с остаточнсиа, индукдией - В г. Длительность управляющего импульса выбирается такой, .Чтобы обеспечить перемагничивание сердечников 1-1 - 1--Н-1 ,njaB дёйствйем напряженности . Полагая. что амплитуда измеряембгб тока лежит в диапазоне от О до Э, можно подобрать такие значения количества витков обмоток 2-1 - 2-N-1, 3-1 3-N-1, 18-1- 18-N-1 и значения амплитуды этсшонного тока и тока смещения, что порог срабатывания 1-го сердечника 1-1 „составит. - i: пор т N ( Действительно, условие переключения 1-госердечника можно записать в следующем виде: 4х 18- Рэт- зЭсмРпор. (2 откуда . вх -.V-I- 4 18. Япор- см э получим, что для кгикдого t-ro сердечника 1-) выполняется (1). В соответствии с, (1) пороги срабатывания сердечников 1-1 - 1-N-1 образуют равномерную шкалу для измеряемого тока. После окончания действия управляющего импульса по шине 20, в соответствии со значением амплитуды измеряемого тока К сердечников 1-1 .г . : 1-S-1 окажутся установленными в состояние с остаточной индукцией +Вг. В момент времени t + 1 по шине 21 подается управляющий импульс, который отпирает формирователь 9. Через обмотки 4-1 - 4-N-1 протекает импульс тока считывания, который переключает К сердечников 1-1 - 1-N-1, установленных ранее в состояние +В г в исходаюе состояние -В г. Причем в выходных обмотках 5-1 - 5-N-1 .тех сердечников, которые изменили Л свое состояние на противоположное J наводятся импульсы напряжени - JE2. i .. .5 olt которые отпирают формирователи выходного тока 10-1 - 10-п. ПО.соответствукшшм обмоткам записи 14-1 14-N протекают импульсьа тока записи, которые перемагничивают сердечники 19-1 - 19-N в противоположное . состояние. В момент времени t + 2 при подаче управляющего импульса по. шине 22 срабатывает формирователь импульсов тока считывания и через обмотки 12-1 - 12-N протекает импульс тока считывания, который устанавли- . вает сердечники 19-1 - 19-N 5 состоя ние Вг. За. счет встречного включения вы- ходных oftviOTOK 13-1 - 13-N i-ro и ; :i + 1-го сердечников 19-1 - 19-N, ,где i 2, ... N-1, при котором происходит компенсация наводшолс от перемагничивания сердечников 19-1 : - . СчФ 19-N импульсов напряжения 13 dt В соответствии с таблицей истинности фиг. 2 на входе только одйого из формирователей 17-1 - 17-N будет действове1ть нескомпенсированный импульс напряжения, отпирйет этот формирователь, и через йагрузку подключенную к его выходу, будет протекать иьшульс тока. Все остальные дополнительные формирователи окажутся запертыми.

В качестве ключа 6 можно использовать тра-нзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, формирователи 7-17 могут быть выполнены на транзисторе с ограничивающим резистором в коллекторной цепи и включенном по схеме с общим эмиттером.

Введение дополнительных обмоток, ключа, формирователей импульсов токо смещения, считывания и эталонного тока, а также дополнительных сердечников с обмотками установки, записи, считывания и выходными с форми-. рователями импульсов токов установки и считывания и формирователями выходного тока позволяет снизить потребляемую мощность, так как все формирователи токов работают в им пульсном режиме. Потребляемая мощность является линейной .функцией частоты следования управляющих импульсов . Перемагничивание в исходное состояние всех сердечников шкалы измеряемого тока и дальнейшая логическая обработка сигналов с формирователей выходного тока позволяет повысить надежность устройства, так как при колебаниях напряжения источника питания Е будет происходить .лишь потеря точности, в то время как в базовом объекте, принятом также в качестве прототипа, происходит нарушение работоспособности, приводящее к отказу, обусловленное возможностью появления двух и более единиц либо вообще отсутствием сигналов на выходе дешифратора.

АМПЛИТУДНЫЙ ДЕШИФРАТОР, со.-г . соржащий ( ферритовых сердечников с обмотками входными, выходными и смещения, N-1) формирователей выходного тока, причем входные обмотки соединены последовательно и согласно, обмотки смещения соединены последовательно и включены встречно по отношению к входным обмоткам, выходные оОмотки подключены к входам со-. ответствующих основных формирователей выходного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потребляемой мощности, в него введены формирователи импульсов токов смещения, считывания и эталонного тока и ключ, а в каждом сердечнике - дополнительные входные обмотки, соединенные последовательно, включенные согласно с основными входными обмоткамк и подключенные через ключ к источнику измеряемого тока, а также обмотки считывания, соединенные последовательно, включенные встречно по отношению к входным обмоткам и подключенные к выходу формирователя импульсов тока.считывания, причем основные входные обмотки .подключены к выходу формирователя импульсов эталонного тока, а обмотки i смещения - к выходу формирователя импульсов тока смещения, кроме того, введены дополнительно N ферритовых сердечников с обмотками установки, считывания, записи и выходными, формирователи импульсов токов установки и считывания, N формирователей выходного тока, выходы которых являются выходами устройства, причем обмотки считывания соединены согласно и последовательно и подключены к выходу формирователя импульсов тока считывания, обмотки установки соединены последовательно, и кроме обмотки- первого сердечника, включены согласно с обмотками считывания и подключены к выходу формирователя W импульсов тока установки, обмотки записи первого и второго сердечников соединены встречно и последовательно, причем обмотка записи первого сердечника включена согласно с В обмоткой считывания и подключена к выходу (.N-1) основного формирователя . выходного тока, обмотки записи осталь ных сердечников подключены к выходам соответствующих формирователей ел выходного тока, выходные обмотки пер4: СО СД вого и N-ro дополнительных сердечников включены встречно по отношению к обмоткам считывания и подключены соответственно к входам первого и N-ro дополнительных формирователей выходного тока, к входам всех остальных i-X формирователей выходного тока подключены последовательно и встречно соединенные выходные обмотки i-ro и и + 1)-го дополнительных сердечников, где , ... (N-1)-номер соответствукяцего формирователя и сердечника, причем .обмотка i-ro сердечника включена встречно обмотке считывания.