Помехоустойчивый преобразователь напряжения в интервал времени Советский патент 1987 года по МПК H03M1/50 

112

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано для создания высокоточных АЦП и средств измерения.

Цель изобретения - повышение точности преобразования и помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схемы выполнения блока управления; на фиг. 3 - диаграммы работы устройства.

Устройство содержит первый 1 и

второй 2 ключи, переключатель 3,

токоорганичивающий элемент, выполненный на резисторе 4, накопительный элемент, выполненный на конденсаторе 5, операционный усилитель 6, блок управления 7 и компаратор 8. Блок уп равления, функциональная схема которого приведена на фиг. 2, состоит из генератора тактовых импульсов 9, счетчика импульсов 10, мультиплексора 11, переключателей 12}- 12,, элементов И 13 и 14,инвертора 15,первого 16 и второго 17 формирователей импульгов, RS-триггера 18, элемента ИЛИ 19,

Устройство работает следующим образом.

В начале цикла преобразования (момент t - временные диаграммы на фиг. 3) по сигналам с блока управления 7 .размыкается ключ 25 переключатель 3 устанавливается в верхнее по схеме положение. Вследствие этого на интервале (t, Ц ) происходит интегрирование преобразуемого напряжения в соответствии с законом изменения весовой функции (ВФ) q(t) (эпюра е. на фиг. 3) к моменту времени t выходное напряжение интегратора, выполненного на операционном усили- теле 6, достигает значения

и,

ВЫХб

.Hi.

(1)

RC ((t.-ts

Если обозначить Т„, где 1 - время интегрирования преобразуемого сигнала, то с учетом условий

t -t t -t Т /4,

3 о 74п

и

t -t t -t Т

1 1 6 S

/12

вьфажение (1) можно переписать в виде2 и

ьих 6 3 RC

0

5

5

0

В момент времени t,.no сигналу с блока управления 7 переключатель . 3 изменяет свое состояние и под действием опорного напряжения U начинает разряжаться конденсатор 5. В момент t,,выxoднoe напряжение операо

ционного усилителя 6 достигнет опорного напряжения, сработает компаратор 8 и воздействует на блок управления 7. Цо сигналам с блока управления 7 переключатель 3 устанавливается в верхнее по схеме положение, замыкается ключ 2 и размыкается ключ 1 о В результате выходное напряжение операционного усилителя 6 становится близким по значению к преобразуемому напряжению U. Это способствует тому, что предлагаемое устройство работает в более предпочтительном, по сравнению с известным устройством режиме т.е. интегратору, выполненному на операционном усилителе 6 до начала следующего цикла преобразования задаются начальные условия.

Процесс изменения напряжения на выходе операционного усилителя 6 описьшается выражением

УХ 2

R 3

. и,,

RC

(t«-t,) 0.

t„-t

1

Отсюда, обозначив аТ может быть найдена функция преобразования устройства

.35

- 1

Ux .,

UO

45

Описанная весовая функция формируется в блоке управления 7 путем

. соответвенной коммутацией переключателей 12.,,.На эпюре d (фиг.З) в качестве примера приведена простейшая весовая функция.

Однако, данный блок управления позволяет формировать весовые функции для решения других задач помимо задачи повышения помехоустойчивости. К ним относятся обеспечение подавления одновременно нечетных и четных гармоник, уменьшение методической

50- Погрешности представления информации интегральными значениями с одновременным подавлением помехи нормального вида и т.д. Причем это достигается простой коммутацией переклю55 чателей 12.-12, в соответствии с видом конкретной весовой функции. Формула изобретения

1. Помехоустойчивый преобразователь напряжения в интервал времени.

содержащий шину источника опорного напряжения, подключенную к первому входу компаратора, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа,второй выход соединен с управляющим входом переключателя, а третий выход подключен к управляющему входу второго ключа, выход которого объединен с выу.одом операционного усилителя, инвертирующий вход которого объединен с первым выводом токоограничи- вающего элемента, выполненного на резисторе, с первым выводом накопительного элемента, выполненного на конденсаторе, и с входом второго ключа, о личающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, выход операционного усилителя соединен со вторым входом компаратора и вторым вьшодом конденсатора, выход переключателя подклю чен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а входы являются соот ветстйенно шиной источника опорного напряжения и шиной источника преобразуемого напряжения,второй вывод резистора соединен с выходом первого ключа, вход которого подключен к общей шине,а второй выход блока управления является выходной шиной преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем что с

)

839724

целью расшИ(. пшя функциональных возможностей, блок управления выполнен на генераторе тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счет- . чика импульсов, выходы младших разрядов которого подключена л ynyo JJInrO

щим входам мультиплексора, информационные входы которого соединены с выходами переключателей, первые вхо- (0 ды которых объединены и подключены к общей шине, а вторые входы объеди- . нены и подклрочены к шине логической единицы, рыход мультиплексора соединен с первым входом первого элемента 15 И, вход которого объединен с входами инвертора и первого формирователя импульсов и подключен к вы- . |ходу старшего разряда счетчика им- тгульсов, выход первого формирователя импульсов подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, вход которого является входом блока управления, прямой вы- 25 ход триггера является третьим выходом блока управления, а инверсный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, выход является вторым выходом блока управления и подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вькодом первого элемента И, а выход является первым выходом блока управления.

20

вь/жа

Г

срие.1

//-/

12fтr f

10

11

-

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано для создания выс-л оточных АЦП и средств измерения. Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости в преобразователе напряжения в интервал времени, состоящем из первого и второго ключей, переключателя, резистора, конденсатора, операционного усилителя блока управления и компаратора, достигается за счет новой организации связей между элементами устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 иЛ.

Ц1-,

Редактор И. Сегляник

Составитель Ю, Спиридонов Техред В.Кадар

Заказ 7459/58 Тираж 899,

ВНИИ11И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Пожо

Подписное