Преобразователь напряжения в код Советский патент 1984 года по МПК H03K13/20 

оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом (л-1)квантрона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход ко торого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьи входами второго и третьего квантроков, третьи входы последующих квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сброса соединены с выходом первого элемента ИЛИ. 2. Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что квантроны, кроме первого, вьлолнен на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом .квантрона, а в рой вывод - с первыми выводами фотоприемников, с базой транзистора, катодом диода, анод которого соединен с BTopbw входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и в рым оптическими выходами квантрона а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптичес 01 КИМ входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника . 3. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и дг.ух резисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - с первыми выводами фотоприемника, второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона , причем эмиттер транзистора соединен с общей щиной, а коллектор с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым вьшодом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯ.ЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов, п квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код, а вход - с входом блока преобразования временного интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала.в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования врем нного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второйоптический вход каждого из которых, кроме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые оптические выходы - с оптическими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код, а выход каждого предыдущего блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, введены в блоки преобразования временного интервала в код, первый элемент ИЛИ, первый формирователь им§ пульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, фор(Л мирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход со до через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантро- . на, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредг ственно с вторыми входами, п-1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами первых квантронов, причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения аналого-кодовых преобразователей.

Известен преобразователь напряжения в код, содержащий блок преобразования напряжения во временной интервал, блок задержки, светоизлучатель, управляющий элемент, формирователь импульса сброса, квантроны, развязывающий диод, диод, формирователь импульса, фотоприемник, блоки преобразования временного интервала в код 1 .

Недостатком преобразователя является квантование времени на время , равное времени гащения квантрона, которое значительно больше времени возбуждения квантрона, что уменьшает точность преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь напряжения в код, содержащий блок задержки, формирователь импульса сброса и блок преобразования временного интервала в код, каждый из которых выполнен на фотоэлементе, формирователе импульсов, двух развязывающих диодах и квантронах, а также преобразователь напряжения во временной интервал, выход которого через блок задержки соединен с входом первого блока преобразования временного интервала в код, а через формирователь импульса сброса и первые развязывающие диоды - с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предьщущего квантрона оптически соединен с первым оптическим входом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход формирователя импульсов через второй развязывающий диод соединен с входом второго блока преобраз овани временного интервала в код, оптоэлектронный элемент ИЛИ, каждый бл преобразования временного интервала в код содержит элемент НЕ и бло контроля, причем выход каждого бло ка преобразования временного интер вала в код соединен с входами уста новки всех квантронов и фотоэлемен та , выход элемента НЕ - с входами сброса первого квантрона, а его вход - с входами сброса остальных квантронов, оптический выход каждого квантрона оптически соединен соответственно с вторым оптическим входом каждого предьщущего квантро на и с соответствующим входом блока контроля, оптические выходы пер вого и последнего квантронов оптически соединены соответственно с вторым и первым их оптическими вхо дами, при этом выход каждого блока контроля оптически соединен с соответствующим входом оптоэлектронного элемента 2. Недостатком известного преобразователя является то, что время возбуждения квантрона приравнивается времени гашения Сj-, и вре менной интервал квантуется на время, равное Сг, что отрицательно вли яет на точность преобразования. Цель изобретения - повышение точ ности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, эл мент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов, п квантронов, соединённых оптически последовательно с оптическим вхо дом первого фотоприемника, вьссод которого через формирователь импуль сов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в ко а вход - с входом блока преобразования временног.о интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второй оптический вход каждого из которых, крбме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые .оптические выходы - с опт; ческими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код, а выход каждого предьщущего блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, введены в блоки преобразования временного интервала в код первый элемент ИЛИ, первый формирователь импульсов сброса, a в первый блок также введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредственно с вторыми входами п-1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами nepBbtx квантронов, выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим вьпсодом (t -1)-го квантрона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьими входами второго и третьего квантронов, третьи входы последующих

s

квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь имцульсов сброг i соединены с выходом первого элемента ИЛИ.

При этом квантроны, .кроме первого, вьшолнены на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом квантрона, а второй вывод - с первыми выводами фотоприемников, базой транзистора и катодом диода, анод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника.

Кроме того, первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и двух резисторах, первый вьшод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - с первыми вьшодами фотоприемника, второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя на фиг. 2 и 3 - структурные схемы квантронов.

Преобразователь содержит блоки 1 и 2 преобразования временного интервала в код, которые предназначе99016

ны для сохранения единочно-позиционного кода, пропорционального преобразуемому напряжению до следующего цикла преобразования, каждый блок представляет собой один разряд кода, преобразователь 3 напряжения во временной интервал, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом элемента

jg НЕ 4 и с входом блока -5 задержки

(время задержки 2 fg ), выход которого, являющийся входом блока 1, подсоединен параллельно с входами квантронов 6-11, а к входам квантро

с НОВ 12-17 параллельно подключен

выход блока 1. Квантроны 6 и 12 предназначены для подачи светового пучка соответственно на квантроны 7 и 13 и их входы возбуждения параллельно соединены с выходами элемента НЕ 4. Оптический выход каждого квантрона соединен с оптическим входом последующего квантрона, а оптический выход каждого после25 дующего квантрона соединен с оптическим входом сброса каждого предьщущего квантрона, кроме первого, квантроны 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16 и 17 предназначены для квантования времени и хранения кода. Выход блока 5 также параллельно подсоединен к входам фотоприемников 18 и 19,- а к входу фотоприемника 20 подсоединен выход блока 1, к оптическим входам фотоприем-

НИКОВ 18-20 - соответственно оптические выходы квантронов 10, 11 и 17, выходы фотоприемников 18-20 соответственно подсоединены к первым входам элементов ИЛИ 21-23, к вторым входам которых параллельно подключен выход преобразователя 3. Фотоприемники 18-20 предназначены для преобразования светового сигнала в электрический, формирователи 24-27 импульса сброса -. для сброса квантронов. Вход формирователя 24 подсоединен к выходу элемента НЕ 4, а выход - параллельно оптическим входам оптического сброса всех квантронов, кроме последних квантронов каждого блока 1 и 2. Формирователь 24 сброса предназначен для сброса всех квантронов, кроме старших возбужденных квантронов в блоках 1 и 2, по завершению преобразования, формирователь 25, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 21, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 7 и 8 - для сброса квантронов 7 и 8, формирователь 26, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 22, а выход параллельно подсоединен к входам сброса квантронов 9-11 - для их сброса фомирователь 27 импульсов, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 23, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 13-17 - для их сброса. Вход формирователя 28 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 19, а выход, являюпщйся выходом блока 1 преобразования, параллельно подсоединен к входам всех квантронов и фотоприемника 20, формирователь 28 предназначен для возбуждения младшего невозбужденного квантрона в разряде (блок 2). Вход формирователя 29 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 20, а выход является выходом блока 2 и может подсоединяться к входу следующего блока преобразования.

Квантроны 7-11 и 13-17 (фиг. 2) и квантроны 6 и 12 (фиг. 3) состоят из резистора 30 (31), вход которого является разрешающим входом возбуждения квантрона, а выход подсоединен к базе транзистора 32(33), эмиттер которого подключён к общей шине, а коллектор - к аноду светодиода 34(35), катод которого подсоединен к минусу питания и к входу фотоприемника 36(37), выход которого соединен с базой транзистора 32(33), к базе транзистора 32 также подсоединен выход фотоприемника 38 (фиг. 2), вход которого является входом оптического сброса квантронов, а оптический вход оптическим входом оптического сброса квантронов. Для сброса квантронов 6 и 12 предназначен фотоприемник 39 (фиг. 3), выход которого подсоединен к базе транзистора 33, а вход является входом сброса квантрона. Катод диода 40 (фиг. 2) подсоединен к базе транзистора 32, а анод является входом сброса квантронов , анод диода 41 подсоединен к базе транзистора 33 (фиг. 3), а катод является входом установки квантронов.

На вход блока 3 подается преобразуемое напряжение в пропорциональный по длительности импульс, .который через элементы ИЛИ 21-23 и формирователи 25-27 поступает на входы сброса квантронов и устанавливает их в нулевое состояние. Этот же импульс через элемент НЕ 4 и диод 41 (фиг. 3) устанавливает первые квантроны блоков 1 и 2 в единичное состояние. Такое состояние всех квантронов и будет начальным состоянием

устройства.

Квантроны работают следующим образом.

При одновременной подаче- временного интервала на вход резистора

30 (фиг. 2) и оптического сигнала на вход фотоприемника 36 транзистор 32 открывается, квантрон переходит в возбужденное состояние, которое сохраняется сколь угодно долго за

счет обратной оптической связи между светодиодом 34 и фотоприемником 36.

Время возбуждения квантрона поддерживается постоянным и равно V.

Время гашения равно 2 fg .

При воздействии сигнала на вход сброса (диод 40) или одновременно оптического и электрического сигналов на фотоприемник 38 транзистор 32 закрывается и квантрон переходит в нулевое информационное состояние. После установки преобразователя в начальное состояние импульс временного интервала через блок 5, время задержки которого 2 Tg , поступает на входы установки квантронов. За время tg срабатывает квантрон 7, за время 2 - квантрон 8 и т.д. После того как квантрон 10 перешел в состояние засвечивания, фотоприемник 18 пропускает достаточный по величине сигнал через свой выход на вход элемента ИЛИ 21, импульс которого поступает на вход формирователя 25, импульсы (длительность 2 fg ) которого, поступая на входы сброса квантронов 7 и 8, устанавливают их в нулевое состояние, что позволяет дальнсГ1шие преобразования вести без погрешности. .

В процессе преобразования после того, как последний квантрон 11 перешел в состояние засвечивания, фотоприемник 19 пропускает достаточный по величине сигнал через свой

вькод на входы формирователя. 28

импульсов и элемент ИЛИ 22. С выхода элемента ИЛИ сигнал поступает на вход формирователя 26, выходной

-.9

сигнал которого поступает на входы сброса квантронов 9-11, устанавливая их в нулевое состояние, подготавливая их для дальнейшего преобразования. А с выхода формирователя 28 сигнал поступает на входы установки всех квантронов блока 2, а также на вход фотоприемника этого же блока, где процесс преобразования происходит следующим образом. При поступлении сигнала с формирователя 28 каждый раз возбуждается один квантрон, а сброс происходит одновременно всех квантронов, кроме квантрона 12. В последующих блоках преобразования процесс происходит аналогично блоку 2.

По окончании временного импульса поступающего из блока 3, возбуждение квантронов прекращается и посредством элемента НЕ 4 формирователь 24 вырабатывает импульс длителностью , который поступает наи входы сброса фотоприемника 38 (или фотоприемника 39 для первых квантронов блоков преобразования) квантронов и при одновременной подаче оптического сигнала с последующего квантрона все квантроны, кроме старшего возбужденного квантрона, обнуляются. Таким образом, в единичном состоянии остается лишь один квантрой. блока преобразования и информации представляется в единичнопозиционном коде.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность преобразования напряжения в код за счет использования свойств квантронов. В известном устройстве каждый последующий возбужденный квантрон сбрасыва109901

10

ет предыдущий. Если время гашения первого квантрона Гр , второго f , третьего Т , а время возбуждения первого квантрона , второго Т ,

5 третьего tg , то первый квантрон погасится через время f + Т , после его возбуждения, второй - через время + t , третий - fl + + i ; Теперь рассмотрим моменты воз0 буждения и гашения относительно начального момента времени. Через время tg Tg возбуждается первый квантрон, через t| fg + tg - второй, t| f + C + rl - третий и

s t 1 четвертый. Через время t J. fl+T +V гаrt

СИТСЯ первый квантрон, через t - fg + 1 второй квантрон, аналогично t т + r| f + +

0 Разность BO времени гашения второго и первого квантрона составляет t2-tl t -t-cl+rg + t|4.r;f rf + T . При разбросе времени гашения может

5 оказаться, что fj.f -f-Т и тогда второй квантрон гасится раньше, чем погасился бы первый (ведь его гасит вторбй возбувденньй квантрон) относительно начального мо0 мента времени. А значит, в процессе преобразования может происходить залипание квантронов, т.е. состояние 001 может представляться как 101, что неверно. Поэтому известное устройство позволяет вести преобразование только по времени гашения. В предлагаемом преобразователе эти недостатки отсутствуют, что позволяет вести процесс преобразования

временем возбуждения, чем повьш1ается точность преобразования.

51

/fv

4

чЗ-

1

-

zS