Устройство для контроля величины мгновенного значения переменных аналоговых сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R19/04 

tc

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Может быть использовано для согласования по уровню входного сигнала датчиков информации -е-аналого-цифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия, достигается за счет прогнозирования состояния управляющих триггеров. Дпя этохо в устройство контроля дополнительно введены дифференциатор 2, синхронизатор 3, генератор 5 тактовых импульсов и два дизъюнктора 16 и 17. Кроме того, устройство содержит делитель 1 напряжения, усилитель 4, конъюнкторы 6 и 7, двойные компараторы 8 и 9, источники 10 и 11 опорного напряжения, аналоговые инверторр 12 и 13, D-триггеры 14 ,и 15, ключи 18 и 19. Устройство обес- § печивает высокую точность преобразо- вания входного сигнала в большом дина-v/ мическом диапазоне и высокое быстро- f действие. 2 ил.

tfuf.}

1 Изобретение относится к радиоэлек ронике и может быть использовано для согласования по уровню входного сигнала датчиков информации с аналогоцифровьми преобразователями в широко динамическом диапазоне. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение бьютродействия за счет прогнозирования состояния управляющих; триг геров. . На фиг, V приведена схема устройства для контроля величины мгновенно го значения переменных аналоговых сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит входной делитель 1 напряжения, выход которого подсоединен к -входам дифференциатора 2, синхронизатора 3 и усилителя 4с переключаемым коэффициентом усиления, генератор 5 тактовых импульсов, выход которого подсоединен к. первым входам первого 6 и второго 7 конъюнкторов, первый 8 И второй 9 двойные компараторы, неинвертируюсцие входы Которых объединены и подсоединены соответственно к первому 10 и второму 11 источникам опорного напряжения, а первые инвертирующие входы каждого из двойных компараторов соединены с выходом дифференциатора 2, к выходу дифференциатора 2 подключены так же аналоговые инверторы 12 и 13, выходы которых соединены с вторыми инвертирующими входами двойных компараторов, выходы двойных ком параторов посоединены к D-входам первого 14 и второго 15 триггеров, к счетным входам которых соответственно подключены выходы первого 16 и второго 17 дизъюнкторов, первые вход которых соединены с выходом синхрони затора, инверсные выходы первого и второго триггеров подсоединены к вто рым входам соответственно первого 6 и второго 7 конъюнкторов, рыходы которых подключены соответственно к в вторым входам первого 16 и второго 17 дизъюнкторов, выходы которых сое динены с управляющими входами перво го 18 и второго 19 ключей, включенных в цери отрицательной обратной связи усилителя. Устройствоработает следующим образом. Синхронизатор 3 вырабатывает син роимпульсы Ug в моменты перехода 12 входного аналогового сигнала U через нуль (см. фиг. 2). Входной сигнал дифференцируется дифференциатором 2, выходное напряжение которого iocTynaeT непосредственно на один из инвертирующих входов первого 8 и второго 9 двойных компараторов и через инверторы 12 и 13 - на другие инвертирующие входы этих же компараторов. Неинвертирующие входы каждого из двойных компараторов 8 и 9 объединены и подсоединены к выходам источников 10 и 11 опорных напряжений. Таким образом, напряжение с выхода дифферен1щатора U непрерывно сравнивается с опорными напряжениями Uo и V(yi (t-Uoi HtUo). С учетом этого, в случае, если превьпиает модули опорных напряжений, на выходе первого и второго компараторов появляются соответственно сигналы UK, и , которые поступают на Dвходы соответственно триггеров 14 и 15. На счетные входы триггеров 14 и 15 поступают через дизъюнкторы 16 и 17 сигналы U(., U,- соответственно с выходов синхронизатора 3 и генератора 5 тактовых импульсов, однако сигнал Uf поступает лишь до тех пор, пока не появится сигнал логической единицы на прямых выходах D-триггероЕ 14 и 15 (соответственно сигналы U , ) Для этой цели логические сигналы с инверсных выходов триггеров 14 и 15 и с выхода генератора 5 тактовых импульсов поступают на входы соответственно конъюнкторов 6 и 7, котокоторые заполняют функции логических запретов на прохождение тактовьк импульсов генератора 5 на счетные входы D-триггеров. Сигналы на выходах конъюнкторов 6 и 7 соответственно U и и (см. фиг. 2). При этом синхроимпульсы и продолжают поступать на счетные входы обоих триггеров соот-. ветственно через дизъюнкторы 16 и 17. Поэтому при снижении сигнала 1Ug | ниже опорных напряжений j U J. и при первом же синхроимпульсе Uc на прямых выходах D-триггеров 14 и 15 появляется сигнал логического нуля. Одновременно снимается запрет на прохождение тактовых импульсов с генератора 5 на счетные входы D-триггеров. Напряжение на прямых выходах D-триггеров 14 и.15 используется для управления соответственно ключами 18 и 19., которые переключают коэффициент усиления усилителя 4 путем изменени сопротивления в цепи его отрицатель ной обратной связи. Таким образом, в зависимости от соотношения мгнове него значения сигнала с выхода диф ференциатора Uj и опорных напряжени |Uoil IUj коэффициент усиления уси лителя 4 меняется. Причем, так как значение коэ хЬициента усиления усилителя 4 переключается в зависимости от величины цервой производной входного сигнала по времени, то мас таб входного сигнала по существу пр гнозируется, чем достигается высокое быстродействие. Высокое быстродействие обеспечивается также тем, что на счетные входы D-триггеров по ступают сигналы с генератора тактовых импульсов высокой частоты. Например, при частоте входного сигнал 50 Гц, частота тактовых импульсов может быть принята равной 1 МГц и более. Поэтому задержка на срабатывание D-триггеров может составлять соответственно 1 мкс и менее. По отношению же к входному сигналу за держка практически отсутствует.Воз врат D-триггеров осуществляется син хроимпульсами U(. , что обеспечивает постоянство коэс1)фициента усиления усилителя в пределах полуволн входного сигнала. Формула изобретения Устройство для контроля величины мгновенного значения переменных аналоговых сигналов, содержащее усилитель с первым и вторым ключами для переключения коэффициента усиления, входной делитель напряжения, первый и второй двойные компараторы, неинвертирующие входы которых объеди.нены и подсоединены соответственно к первому и второму источникам опор711 .4 ного напряжения, а на одном из инвертирующих входов каждого из двойных компараторов включены инверторы, первый и второй D-триггеры, первый и второй конюнкторы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, устройство дополнительно снабжено дифференциатором, синхронизатором, генератором тактовых импульсов и первым и вторым дизъюнкторами, причем выход синхронизатора подключен к первым входам первого и второго дизъюнктор.ов, выходы которых соответственно соединены со счетными входами первого и второго D-триггеров, к Dвходам которых подсоединены соответственно выходы первого и второго двойных компараторов, первые инвертирующие входы каждого из которых объединены с входами инверторов и подсоединены к выходу дифференциатора, а вторые инвертирующие входы подключены к выходам инверторов, кроме того, выход синхронизатора подключен к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго конъюнкторов, к вторым входам которых подсоединены инверсные выходы соответственно первого и второго D- триггеров, а выходы конъюнкторов подключены соответственно к вторым входам первого и второго дизъюнкторов, выходы которых соединены с счетными входами первого и второго D-триггеров, прямые выходы которых подсоединены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей усилителя, вход которого совместно с входами дифференциатора и синхронизатора подключен к выходу входного делителя напряжения.