Устройство для определения отношения двух напряжений Советский патент 1984 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано, в частности, при построении информационно-измерительных устройс и управляющих систем. Известно устройство для определе НИН отношения двух напряжений, соде жащее схему сравнения, входы которо соединены с источником напряжения-д лимэго и с выходом интегратора, напряжение с выхода схемы сравнения п ступает на цепь управления длительн стью импульсов широтно-импульсного мэдулятора, напряжение с выхода кот рого, в свою очередь, управляет клю чом, через который напряжение-делилгель подается на вход интегратора l .. Недостатком устройства является относительно невысокая точность, поскольку в погрешность преобразования входит погрешность от некомпенсации схемы сравнения, а также аддитивная- и мультипликативная погрешности интегратора. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является устрой- Jство аналого-цифрового преобразования, которое может быть использовано для получения отношения двух напряжений, содержащее интегратор, входы которого через соответствующие ключи соединены с входами устро ства, выход интегратора через схему сравнения соединен с первым триггером, выход которого подключен, к пер вому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов , выход элемента И со динен с входом счетчика, управляющи входы ключей соединены с выходами второго и,третьего триггеров, образующих цепь синхронизации 2 . Недостатком известного устройства также является недостаточно высокая точность, поскольку на резуль тат преобразования влияет погрешность от зоны нечувствительности и дрейфа входного напряжения схемы сравнения. Кроме того, известное устройство не позволяет определять отношение двух напряжений в том случае, если эти напряжения являются импульсными сигналами и приходят одновременно. Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения отно шения двух напряжений, содержащее интегратор, один из входов которого соединён через ключ с одним из .входов устройства, счетчик, выход которого является выходом устройства, генератор импульсов и блок синхронизации, содержит соединенные последовательно блок выборки-хранения и преобразователь напряжения в интервал времени, выход KQToporo соединен с управляющим входом ключа, и с входом разрешения счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератораимпульсов, управляющие входы блока выборки-хранения и преобразователя напряжения в интервал времени, а также вход сброса счетчика соединены с соответствующие ми выходами блока синхронизации, вход которого, соединен свыходом генератора импульсов, другой вход устройства подключен к другому входу интегратора. . На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит соединенные последовательно интегратор 1, выполненный на операционном усилителе 2, конденсаторе 3 и масштабных резисторах 4 и 5, блок 6 выборки-хранения, преобразователь 7 напряжения в интервал времени и счетчик 8. Блок-9 синхронизации соединен с блоком 2 выборки-хранения, преобразователем 7 напряжения в интервал времени, счетчиком 8 и генератором 10 импульсов, который соединен со счет.ным входом счетчика 8. Ключ 11 подключен между одним из входов устройства и интегратором 1. Выход преобразователя 7 напряжения в интервал времени соедцнен с управляющим входом ключа 11. Блок 9 синхронизации может быть выполнен в виде соединенных последовательно счетчика импульсов, например двоичного, и дешифратора. Устройство работает циклично. В каждом цикле осуществляется: интегрирование интегратором 1 напряжения 11, в течение времени цикла Тц,интегрирование интегратором 1 напряжения Uj в течение времени Т, определяемого преобразователем 7 напряжения в интервал времени; выборка блоком 6 выборки-хранения выходного напряжения интегратора 1 с последующим запоминанием в течение времени цикла квантование инвервала времени Т при помощи счетчика 8 и генератора 10 частотой IQ . I Предположим, перед началом преобразования напряжение на выходе блока 6 выборки-хранения равно Иц , а его коэффициент передачи коэффициент передачи преобразователя 7 напряжения в интервал времени равен емкость конденсатора 3 С; напряжения и и U2 разной полярности. Тогда после первого цикла работы функционального преобразователя напряжение на выходе блока 6 выборкихранения будет равно „ „ ( UaU«- r , ЧЛи .Ч-VF- п RTFKn ) 411 { . Г Ч -ТТТ-), где R, - величина сопротивления резистора 4; - величина сопротивления реэистора 5. Аналогично, после окончания fi-ro цикла преобразования, напряжение на выходе блока 6 выборки-хранения будбт равно (.„. ,.w,p l jC / . I Ui-ICr- n (2) R с ) Вь зажение Х2) состоит из двух частей: геометрической прогрессии, сходящейся при условии Ij- inHL-iLl Р R с и убываидего при этом же условии члена / ) . 1 . В результате в установившемся режиме () при выполнении условия . I UrKr-Kn| Г напряжейш le на выходе блока 6 выборки-хранения станет ранfinnwa. fi ntjl nnvu-vnaafnvtf 1, р- , «2 и . ,:- ЙАналогично, интервал времени Tg в установившемся режиме будет равен 1)4 R 2до co r ГГ-п-Тц, (4) 71 а выдсодной код определится выражениемU - .-v , рде TQ Y период квантования. Таким образом, код на выходе устройства пропорционален отношению входных напряжений противоположной полярности и, и U . .. Технико-экономическая эффектив- . ность от использования изобретения заключается в повышении точности и расширенииобласти применения при осуществлении операции деления двух разнополярных сигналов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЯ, содержацее интегратор один из входов которого соединен через ключ с одним из входов устройства;; счетчик, выход которогр является выходом устройства, генератор импульсов и блок синхронизации, отличающееся тем, что, с целью повьваения точности и расширения Ьбласти применения, оно содержит соединенные последовательно блок выборки-хранения, вход которого подключен к выходу интегратора, и преобразователь напряжения в интервгш времениу выход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом разрешения счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, упргшляюцие входы бло-щ ка выборки-хранения и преобразователя напряжения в интервал времени, а также вход сброса счетчика соединены с соответствугацими выходами блока синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, S другой вход устройства подключен к другому входу интегратода. н