Стохастический квадратичный преобразователь напряжения в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении аналогецифроиых измерительных преобразователей среднеквадратическР х значе ний напряжений. Целью изобретения является повы шение быстродействия устройства. На чертеже приведена функционал ная схема устройства. Стохастический квадратичный преобразователь напряжения в код содержит двухполупериодньп выпрями тель 1 5 компараторы 2 и 3 напрялсений, первые входы которых соединен с выходом выпрямителя 1 элементы И 4 и 5j первые входы которых, соединены с выходами компараторов 2 и 3 соответственноs элемент Но, входы которого соединень с выходами элементов 4 и 5 соответственно счетчик 7 импульсов, генераторы 8 и 9 псевдослучайньос чисе., цяфроаналоговые преобразователи 10 и 11 напряжения, первые входы которых соединены с вькодами генераторов 8 и 9 соотзетственио, а вьжоды с вторыми входами компараторов 2 и 3 соответственноJ источник 12 опорных напряжений;, генератор 13 тактовы5 импульсов, выход которого соединен с входами генераторов 8 и 9 и вторыми входами элементов И 4 и 5, блок 14 коммутации, входы которого соединены с выходами исто ника 12, а выход - с вторыми входами пифроаналоговых преобразовате лей 10 и 11, управ:тяемьй делите пь 15 частоты, вход которого соединен с выходом элемента И 6, а выход с входом счетчика 1, компараторы 1 напряжений, первые входь: которых соединены с вькодом дв гх;полупериод ного выпрямителя 1, а вторые входы с соответствуювщми выходами источн ка 12, и дешифратор М, кал,;|ьш вхо которого соединен с выходом о/1;1юго из дополнительных компараторов 165- а выходы соедигены с входами блока 14 коммутации и упрлвляеного делителя 15 частотг.ь Стохастический квадратичный про образозатель напряжения работает следую1цим образом. Преобразуемое напряжение ilgjCt) после ,г;вухгголупериодного выпрямления пог.тупает на вхоцы i-омпараторо на другие входы ноторьп; гто04даются опорнь е псевдослучайные напряжения с равновероятным распределе нем ам и1итуд. Каж, из этих напряжений формируется с помощью последовательно включенных генератора (8 или 9) псевдослучайных чисел, обеспечивающего получение случайных двоичных чисел с равномерным распределением, и цифроаналогового преобразователя (Ю или 11 соответственно) , В качестве опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей 10 и 11 используется одно из напряжений постоянного тока источника 12, подключаемое; к ним с помощью блока 14 коммутации. В соответствии с приндипом работы стохастических реобразователей вероятность появления уровней логической 1, на выходах компараторов 2 и 3 равна Р , Работа преобразователя синхронизируется импульсами генератора 13 с тактовой частотой, поступающими на входы генераторов 8 и 9 и элементов И 4 и 5, При этом на выходе элемента И.6, реализующего операцию ло1ического умножения, образуется случайная последовательность импульсов, количество которых за интервал времени Т равно oiiJg , где К - коэффициент пропорциональнч,1Сти, kU Затем последовательность импульсов Н через управляемьй делитель 15 частоты поступает на вход счетчика 7 Таким образом, в счетчике 7 в виде цифрового кода фиксируется число, пропорциональное усредненному значе1п- ю квадрата входного напряжения, В гфоцессе работы устройства выодное напряжение выпрямителя 1 поается на входы компараторов 16, на торые входы которых поступают опорные напряжения О ц, , U „„,,,-,. j отсточника 12, Если опорное напряжеие, компараторов превышает выходное апряжение выпрямртеля то на их ыходах появ.Т .чется уровень логичесой 1. Значения ог) напряжений станавливаются следую1цим образом: П i А и i О 1 О 12 ) 1 от -1ТП 5 ,} - о- d ,r;f. О 2 - максимальное опорное нагтряет;ие,, j - поддиапазон изменения случайного напряжения. Выбор значения ( производится Из соотношения d TnV, исходя из допустимой погрешности преобразования j и необходимого быстродействия. Число поддиапазонов определяется из соотноше ния /j , где D - диапазон .значений входного напряжения. В зависимости от изменения входного напряжения на выходах компараторов 16 появляются различные кодовые наборы логических О и 1, ко торые поступают на дешифратор 17. При этом на одном из выходов дешифратора в зависимости от входного кода возникает уровень логической , который через блок 14 подключа ет к цифроаналоговьм преобразовате044лям 10 и 11 соответствующее опорное напряжение источника 12. Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет переключения опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей 10 и 11 отношение „ в диапазоне значений входного напряжения составляет не менее 1/J. Сопряжение результатов преобразования, полученных при различных опорных напряжениях, осуществляется с помощью делителя 15 частоты, управля емого выходным кодом дешифратора 17. При этом коэффициент деления частоты устанавливается равным d где i - номер подключенного опорного напряжения, ,1,., т.

СТОХАСТИЧЕСКИЙ КВАДРАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий двухполупериодный выпрямитель, вход которого является входной шиной, а выход соединен с первым входом первого компаратора, второй компаратор, два генератора псевдос.1учайных чисел, генератор тактовых импульсов, первый элемент И, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй и третий элементы И, управляемьй делитель частоты, счетчик импульсов, дешифратор, источник опорного напряжения, дополнительные компараторы, два цифроаналоговых преобразователя и блок коммутации, выходы которо-го через первый и второй цифроаналоговые преобразователи соединены соответственно с вторым входом первого компаратора и первым входом второго компаратора, второй вход которого объединен с первыми входами дополнительных компараторов и соединен с выходом двухполупериодного выпрямителя, вторые входы дополнительных компараторов соединены с первьм выходом источни- ка опорных напряжений и первым входом блока коммутации, второй вход которого соединен с вторым выходом источника опорных напряжений, причем выходы дополнительных компаi раторов через дешифратор соединены с третьим входом блока коммута(Л ции и первым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, а второй вход - с выходом первого элемента И, входы которого соединены с выходами второго и третьего элементов И, первые входы которых со объединены между собой и с входами 00 00 генераторов псевдослучайных чисел и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, вторые входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с выходами компараторов, при этом выходы генераторов псевдослучайных чисел соединены с вторыми входами цифроаналоговых преобразователей.

(«)