Устройство для сравнения напряжений Советский патент 1983 года по МПК G05B1/01 

Изобретение относится к устройст вам автоматики и вычислительной тех ники с аналого-цифровыми преобразова телями и может быть использовано для сравнения амплитуд импульсов с координатных фотоприемников. Известно устройствб для сравнения напряжений, содержащее усилитель, к первому и второму входам которого подключены соответственно источники измеряемого и опорного напряжений, триггер Шмитта, к первому входу которого подключен выход усилителя, а также первый и второй одновибраторы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера Шмитта, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы первого и второго одновибраторов 1 . Однако данноеустройство не позволя ет получить информацию о результате сравнения, если измеряемое напряжение меньше опорного. Известно также устройство для ; сравнения напряжения, содержащее компараторы, первый и вторые входы которых подключены к соответствующим источникам сравниваемых напряжений, и логический блок, состоящий изD -триггеров,D -входы которых, соединены с выходами соответствующих компараторов, С-входы подключены к шине стробиробания, а R-входы - к шине сброса 2. Недостатком устройства является необходимость формирования внешнего стробирукнцего сигнала, выработка и синхронизация которого с входным сигналом а некоторых случаях аатруднена. Кроме того, перед каждым цикло сравнения напряжений для приведения триггеров в исходное состояние требуется вырабатывать сигнал Сброс, что также усложняет процесс управ-ления работой данного устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сравнения напряжений, содержащее два компаратора, прямые и инверсные входы Которых перекрестно связаны и подключены соответствен но к источникам сравниваемых напряжений з. Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, так как компараторы вырабатывают сиг налы от импульсных выбросов противоположной полярности, сопутствующих измеряемым импульсам, т.е. один из i компараторов вырабатывает сигнал непосредственно от входных импульсов, а второй - по окончании от выбросов этих импульсов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устрсэйства и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения напряжений , содержащее первый и второй ксжпараторы, прямые и инверсные входы которых перекрестно связаны и подк/ж чены к соответствующим источникам сравниваемых напряжений, и источник стробирующего сигнала, введены первый и вторсяЯ одновибраторы и первый и второй элементы ЗИ-2ИЛИ-НЕ, первый и четвертый входы которых объединены и подк/ючены к источнику стробирующего сигнала, второй вход первого элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ и пятый вход второго элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ объединены и подключены к выходу первого компаратора, пятый вход первого элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ kf второй вход второго :элемента ЗИ-2ИЛЙ-НЕ объединены и подкЛйчены к выходу второго компаратора, выход первого элемента ЗИ-2ИЛИ- НЕ соединен с входом первого однйвибратора, прямой выход которого подключен к шестому входу первого элемента ЗИ-2ИЛИ-НЁ и к первому выходу устройства, выход второго эле менТа 3H-2H/W-HE соединен с входом второго одновибратора, прямой выход которого подклйчен к шестому входу второго элемента JH-2ИЛИ-НЕ и к вто рому выходу устройства, а инверсные выходы первого и второго одновибраторов связаны Сбответственно с треть-, ими входами второго и первого элементов ЗИ-2ИЛИ-НЕ. На фиг. 1 приставлена принципиаль(ая схема предлагаемого устройства для сравнения напряжений; на фиг.2 диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит первый 1 и второй 2 компа ратЬры, первый 3 и вто рой 4 элементы ЗИ-2ИЛИ-НЕ, первый 5 и второй 6 однбвйбраторы, резисторы 7-0, источники П и 12 сравниваемых напряжений, источник 13 стробирующего сигнала, первый Т4 и второй 15 выходы уст эойства. Устройство может работать в двух режимах: в режиме без стробирования; в режиме стробирования внешним сигналом . В режиме без стробирования устройство работает, следующим, образом, В исходном состоянии на инверсных выходах первого 5 и второго 6 одновибраторов источник 13 выдает высокий уровень, соответствующий логической единице, компараторы 1 и 2 гю балансировочным входам, при помо щи резисторов 9 и 10, смещаются до получения низкого уровня на выходах компараторов, т.е. на выходе компараторов - логические нули. Величина напряжения смещения компараторов 1 и 2 одновременно определяют и их пороги срабатывания (в качестве таких компараторов могут быть использованы, например, К597САЗ, К521САЗ) Когда разница амплитуд импульсов, поступающих по входным шинам на входыкомпараторов,превышает порог срабатывания компаратора 1 или 2, на выходе одного из них является . сигнал. Если срабатывает компаратор 1,то на его выходе, во время переходных процессов, появляются импульсные сигналы, которые могут принимать множество промежуточных значений. Последовательность таких импульсов через первую группу элемента 3 ЗИ-2ИЛИ-НЕ поступает нЗ вход одновибратора 5 (в качестве таких одновибраторов могут быть использованы одновибраторы с повтор ным запуском, например К155АГЗ), который запускается только при появ лении на его входе полноценного логического перепада. Время формирова ния одновибраторов 5 и 6 устанавливается равньи большему из значений длительности сравниваемых напряжений , а если сопровождающие их выбро больше по длительности, то равным большему из выбросов. При запуске о новибратора 5 на его инвepcнo 4 выхо появляется низкий уровень, блокирую щий первую группу входов элемента i| ЗИ-2ИЛИ-НЕ,а на прямом выходе - вы сокий уровень, разрешающий пррхожде ние импульсов через вторую группу входов элемента 3 ЗИ-2ИЛИ-НЕ, После окончания сравниваемых импульсов по являются сопровождающие их выбросы, при сравнении которых на,выходе компаратора 2 появляется импульсный сигнал. Поскольку первая группа вхо дов элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ k закрыта l s. (так как блокируется низким уровнем, . с инверсного выхода одновибратора 511 то этот импульсный сигнал через вторую группу входов элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ 3 поступает на повторный запуск одновибратора 5. Это приводит к тому, что на выходе Н устройства за счет использования одновибратора 5 с повторным запуском, вырабатывается аысо й уровень в течение длительности сравниваемых импульсов и сопровождающих их выбросов, а также времени „формирования одновибратора 5Таким образом, устраняется, информация, получаемая при срабатывании компараторов от фоновой (шумовой/ составляющей сигналов, что предотвращает искажение информации о ре-, зультатё сравнения напряжений. В режиме стробирования внешним сигналом устройство работает следующим образом. При этом на выходе источника стробирующего сигнала в исходном состоянии низкий уровень ( ческий нуль). Логическая единица на прямом выходе соответствующего одновибратора 5 или 6 вырабатывается всякий раз, когда сигнал на выходе одного из компараторов 1 или 2 сопровождается появлением импульса высокого уровня (логической единицыj на шине выхода источника стробирующего сигнала. 6 данном режиме, во время действия и по окончании стробирующего импульса, низким уровнем с инверсного выхода соответствующего одновибраТора 5 или 6 (в течение его времени формирования) обеспечивается дополнительная блокировка прохождения сигналов от компараторов 1 или 2, при их срабатывании от выбросов или других помеховых импульсов. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить помехоустойчивость за счет устранения ложной информации получаемой при срабатывании компараторов от фоновой составляющей сигналов; расширяет функциональные возможности устройства, так как обеспечивается сравнение напряжений в режимах со стробированием и без стробирования; уменьшается количество управляющих сигналов за счет того, что для работы устройства не требуется использо1вать сигнал Сброс, а в режиме без стробирования - и внешнего .стробимпульса.

f

«fi

eo«r

IT

S

1

t :

-o-,-,-I

гВ

4 I

ем

I- J

4

ja iSi „

sa

ss

N

I

t I 1

I

ci 55

c

SiJ

M

5

r

CM

Q

3

3

E

Г

SJ

«

S