Преобразователь напряжение-код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/56 

положительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнивающего- устройства, а инвертирующий вход операционного усилителя через второй резистор соединен с шиной, являющейся первым входом сравнивающего устройства.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАГ1РЯЖЕ-НИК-КОД, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и делитель частоты, выход которого соединен с входом преобразователя отрицательного напряжения, выполненного в виде генератора пилообразного напряжения управляющий вход которого является .входом указанного преобразователя, а выход соединен с входом источника порогового напряжения на диоде,анод которого является входом указанного источника, катод диода через конде 1сатор и резистор соединен с общей шиной, а через буферный усилитель - с шиной, являющейся выходом указанного источника, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматора первый вход которого соединен с ши- . ной преобразуемого напряжения, а второй вход - через компенсирующий элемент на диоде соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход сравнивающего устройства соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения - ункциональных возможностей и повыщония точности, в него введены преобразователь положительного напряжения, выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения , первый вход аналогового сумматора которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, реверсивный счетчик и инвертор., через который выход делителя частоты соединен с входом преобразователя положительного напряжения и третьим входом элемента И преобразователя отрицательного нарряження выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, второй (Л вход которого подключен к выходу элемента И преобразователя положительного напряжения, второй вход которого соединен с выходом делите- , ля частоты, а третий - с выходом генератора импульсов. 2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что аналоговый сумматор преобразователя положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся пербым входом аналогового сумматора, а через второй резистор с шиной,являющейся вторым входом аналогового сумматора, инвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор соединен с его выходом, а через четвертый резистор с общей шиной. 3.Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что сравнивающее устройство преобразователя

Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике, в частности к преобразователям напряжения в число импульсов, испол зуемых в преобразователях аналогкод, в первую очередь в преобразова телях напряжение-код в различных устройствах автоматики и телемехани ,ки систем автоматического регулиров ния.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повы- щение точности. . На чертеже приведена структурная схема преобразователя. Преобразователь содержит последо вательно соединенные генератор 1 импульсов и делитель 2 частоты выход которого соединен с входом преобразователя 3 отрицатель ного напряжения, выполненного в виде генератора 4 пилообразного нап ряжения,управляющий вход которого я ляется входом указанного преобразов теля, а выход соединен с входом источника 5 порогового напряжения, выполненного в виде диода 6, анод которого .является входом указанного источника, катод диода через конденсатор 7 и резистор 8 соединен с общей шиной и через буферный усилитель 9 с шнной, являющейся выходом указанного источника, выход которог соединен с первым, входом сравнивающего устройства 10, второй вход которого соединен с выходом аналого кого сумматора 11)Первый вход которого соединен с шиной преобразуемог напряжения, а второй вход - через компенсирующий элемент 12,выполненный,например в виде диода соединен .с выходом генерато-ра пилообразного напряжения, выход сравнивающего уст ройства соединен с первым входом элемента 13 совпадения,второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, преобразователь 14 положительного напряжения образованный генератором 15 пилообразного напряжения, компенсирующим элементом 16, источником 17 порогового напряжения аналоговьм сумматором 18, сравнивающим устройством 19, элементом 20 совпадения и выполненный аналогично преобразователю отрица.тель- ного напряжения, реверсивный счетчик 21 и инвертор 22, через который выход делителя 2 час.тоты соединен с входом преобразователя 14 положительного напряжения и дополнительным входом элемента 13 совпадения преобразователя отрицательного напряжениявыход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика 21, второй вход которого подключен к выходу элемента 20 совпадения преобразователя 14 положительного напряжения, дополнительный вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты, причем аналоговый сумматор 18 преобразователя 14 положительного напряжения выпдлнен в виде операционного усилителя 23, неинвертирующий вход которого через первый резистор 24 соединен с шиной являющейся первым входом анало- гового сумматора, а через второй резистор 25 с шиной, являющейся вторим входом аналогового сумматора, инвер тирующий вход операционного усилителя через третий резистор 26 соединен с его выходом, а через четвертый резистор 27 - с общей шиной, а сравнивающее устройство 19 преобразователя 14 положительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя 28, .неинвертирующий вход которого через первый резистор 29 соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнивающего устройства 19, а инвертирующий вход операционного

3 1

силителя 28- через второй резистор 0 соединен с шиной, являющейся ервым входом сравнивающего устройтва.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор1 импульсов вырабатывает счетные импульсы, которые поступают на вторые входы элементов 13 и 20 совпадения первого и второго

14Преобразователей соответственно

и на вход делителя 2 частоты. На выходе делителя 2 частоты вырабатываются тaкtoвыe импульсы которые определяют такт работы преобразователя напряжение-код. Эти тактовые импульсы поступают на .вход генератора 4 пилообразного напряжения и третий вход элемента 20 совпадения и через инвертор 22 на вход генератора 15 пилообразного напряжения и на третий вход элемента 13 совпадения. Эти тактовые импульсы подготавливают работу элементов 13 и 20 совпадения в разные полупериоды тактовых импульсов. В генератррах 4 и 15 пилообразного напряжения вырабатываются в разные полупериоды положительные пилообразные импульсы, причем пилообразный положитель ный импульс на выходе генератора

4совпадает с лаузой тактовыхимпульсов, а на выходе генератора

15совпадает по времени с тактовыми импульсами.

Положительные пилообразные импульсы с выхода генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений поступают соответственно на входы источников

5и 17 пороговых напряжений,где через диоды 6 заряжают конденсаторы 7 до своих амплитудных значений.

Положительные напряжения конденсаторов 7 через буферные усилители 9 поступают соответственно на первые входы сравнивающих устройств 10 и 19, уставнавливая на их выходах напряжения запрещающие прохождение счетных импульсов с выхода генератора 2 импульсов на выходы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 и 20 совпадения.

В то же самое время с выходов генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений положительные пилообразные импульсы через компенсирующие эле-, менты 12 и 16 поступают на вход сумматоров 11 и 18 соответственно.

97082

При отсутствии входного напряжения на выходе сумматора 11 формируется отрицательный пилообразный импульс, амплитуда которого по модулю в момент прихода пилообразного импульса равна постоянному напряжению на выходе источника 5 порогового напряжения, а на выходе сумматора 18 формируется положительный

10 пилообразный.И1 тульс, амплитуда которого равна положительному напряжению на выходе источника 17 опорного напряжения. Таким образом, при отсутствии входного сигнала напряt5 жения на выходах сумматоров 11 и. 18 не могут быть больще по модулю опорных напряжений источников 5 и 17 пороговых напряжений соответственно, и на выходах сравнивающих

20 устройств 10- и 19 поддерживаются напряженияi запрещающие прохождение счетных импульсов на входы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 и 20 совпадения.

25 В моменты пауз, когда пилообразные импульсы на выходах генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений отсутствуют, конденсаторы 7 в источниках 5 и 21 пороговых напряжений медленно разряжаются через резисто30ры 8 до величины большей чем ожидаемое изменение амплитуды пилообразного напряжения. При этом на выходах сравнивающих устройств 10 и ;19 поддерживаются напряжения)запрещающие

35 прохождение счетных импульсов на входы реверсивного счетчика 2t через элементы 13 и 20 совпадений. В следующий период тактовых импульсов, в генераторах 4 и 15 пило- образных напряжений вырабатываются новые пилообразные импульсы/которые заряжают конденсаторы 7 источников 5 и 17 порогового напряжения до новых амплитудных значений и на .

выходах сравнивающих устройств 10 и 19 отсутствуют счетные импульсы и на выходе преобразователя (на выходе счетчика) поддерживается код, соответствующий нулевому напряжению

50 на входе; преобразователя.

При поступлении на вход устройства положительного напряжения, напряжение на выходе аналогового сумма тора по модулю становится меньше ;

55 чем постоянное напряжение на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного сигнала и на выходе сравнивающего устройства 10 поддерживается напряжение запрещающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 2 импульсов на первый вход реверсивного счетчика 21 через элемент 13 совпадения. В это же самое время на выходе аналогового сумматора 18 напряжение становится больше на величину входного напряжения , чем на выходе, источника 17 порогового напряжения, на выходе, сравнивающего устройства 19 вырабатывается напряжение, разрешающее прохождение сченых импульсов на вторрй вход реверсивного счетчика через элемент 20 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода делителя 2 частоты на третий вход элемента 20 совпадения поступает положительный импульс,подготавливающий к работе элемент 20 совпадения На выходе преобразователя (счетчика устанавливается число (код), пропорциональное величине положительного напряжения за такт работы устройства.

При поступлении на вход устройства постоянного отрицательного напряжения, напряжение на выходе аналогового сумматора 18 по модулю будет меньше, чем на выходе источника 17 порогового напряжения на величину входного напряжения и на выходе 19 сравнивающего напряжения будет напряжение, запрещающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 1 импульсов на второй вход реверсивного счетчика через элемент 20 совпадения.

В то же самое время на выходе аналогового сумматора 11 напряжение

по модулю будет больше, чем на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного отрицательного напряжения на выходе сравнивающего устройства 10 вырабатывается напряжение, разрешающее прохож-дение счетных импульсов на первый вход реверсивного счетчика 21 через

элемент 13 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода инвертора 22 на третий вход элемента 13 совпадения поступает положительный импульс,подготавливающий к работе элемент 13 совпадения. На выходе преобразователя (счетчика) устанавливается число (кoд) пропорциональное величине отрицательного входного напряжения за

такт работы устройства.

Для управления направлением счета используется либо тактовый импульс с выхода делителя 2 частоты ;либо с выхода инвертора 22 в зависимости от назначения и структуры построения реверсивного счетчика.

Ввиду т.ого, что одновременное присутствие на входах элементов 13 и 20 совпадений импульсов разрешающих прохождение счетных импульсов на оба входа счетчика иcклк Чfeнo, автоматически исключается присутствие счетных имульсов на обоих входах

счетчика при прохождении сигнала через нуль,так как импульсы разрешающие прохождение счетных импульсов на входы счетчика через элементы совпадения могут присутствовать на входах элементов 13 и 21 совпадения только в разные полупериоды тактовой частоты.