Формирователь линейно изменяющегося напряжения Советский патент 1988 года по МПК H03K4/08 H03K4/02 

со 00

00

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в развертывающих устройствах различного назначения для получения линейно растущего и линейно падающего напряжения с фиксацией напряжения на заданном уровне в информационно-измерительных и автоматизированных системах.

Цель изобретения - повыщение быстродействия за счет ускорения настройки параметров линейно изменяющегося напряжения путем автоматизации процедуры настройки.

На чертеже приведена структурная схема формирователя линейно изменяющегося напряжения.

Формирователь линейно изменяющегося напряжения состоит из блока 1 управления и последовательно включенных генератора 2 тактовых импульсов, блока 3 задания скорости, блока 4 преобразования кода, блока 5 задания уровня и преобразователя б код - напряжение.

Блок 3 задания скорости содержит первый делитель 7 частоты,, вычитающий вход которого образует первый вход блока 3 и соединены с выходом генератора 2 тактовых импульсов, а его выход переноса подключен к вычитающему входу управляемого делителя 8 частоты и образует второй выход блока 3, соединенный с вторым входом блока 4. Управляющий вход второго управляемого делителя 8 частоты образует второй вход блока 3 и соединен с первым выходом блока 1 управления, а выход переноса образует первый выход блока 3. Блок 4 преобразования кода скорости линейно изменяющегося напряжения в код коэффициента деления частоты содержит последовательно включенные первый дополнительный элемент И 9, счетчик 10 и, подсоединенный к нему первым управляющим входом второй управляемый делитель 11 частоты, второй управляющий вход которого образует четвертый вход блока 4 и соединен с пятым выходом блока 1 управления, последовательно включенные второй делитель 12 частоты, RS-триггер 13 и второй дополнительный элемент И 14, выход которого соединен с вычитающим входом второго управляемого делителя 11, причем инверсный выход RS-триггера 13 подключен к первому входу первого дополнительного элемента И 9, второй вход которого образует первый вход блока 4 и соединен с первым выходом блока 3, а второй вход второго дополнительного элемента И 14 объединен с суммирующим входом второго делителя 12 частоты, образует второй вход блока 4 и соединен с вторым выходом блока 3.

R-вход RS-триггера 13 образует третий вход блока 4, объединен с управляющим входом генератора 2 и соединен с четвертым выходом блока 1 управления, а выход переноса второго управляемого делителя 11

частоты образует выход блока 4 и соединен с первым входом блока 5, причем установочные входы счетчика 10 и второго делителя 12 частоты объединены, соединены с щиной

сброса, которая подключена к щестому выходу блока 1. Блок 5 задания уровня содержит первый элемент И 15, второй элемент И 16, двоично-десятичный реверсивный счетчик 17 импульсов и цифровой компа„ ратор 18, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 15, его второй выход соединен с вторым входом второго элемента И 16, причем первый вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И 16 и образует пер5 вый вход блока 5. Выход первого элемента И 15 соединен с суммирующим входом двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 и образует первый выход блока 5, а выход второго элемента И 16 соединен с вычитающим входом двоично-десятичного ре версивного счетчика 17 и образует второй выход блока 5.

Установочный вход двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 соединен с щестым выходом блока 1, а его информационный

5 выход подключен к второму входу цифрового компаратора 18, первый вход которого образует второй вход блока 5 и соединен с вторым выходом блока 1 управления. Преобразователь 6 код - напряжение содержит последовательно включенные двоичный

0 реверсивный счетчик 19 импульсов, цифро- аналоговый преобразователь 20 и управляемый делитель 21 напряжения, выход которого является выходом формирователя, а управляющий вход образует третий вход преобразователя 6 и соединен с третьим вы5 ходом блока 1. Суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика 19 образует первый вход преобразователя 6, соединен с первый выходом блока 5, его вычитающий вход образует второй вход преобразователя

д 6 и соединен с вторым выходом блока 5, а его установочный вход соединен с щестым выходом блока 1.

Второй управляемый делитель 11 частоты состоит из двух соединенных последовательно делителей частоты, входы установки

5 коэффициента деления которых образуют первый и второй управляющие входы второго управляемого делителя 11 частоты.

В блоке 1 первый и второй выходы образованы контактами программных переключателей, третий и пятый выходы об0 разованы контактами одного галетного переключателя, к четвертому выходу подключен тумблер, а к щестому выходу - кнопка сброса.

Принцип работы формирователя заключается в том, что код скорости линейно изменяющегося напряжения К„, установленный на управляющем входе первого управляемого делителя 8 частоты, преобразуется в код коэффициента деления частоты О|„, ко

5

торыи автоматически устанавливается на первом управляющем входе управляемого делителя 11 частоты. Значение кода DU определяется числом импульсов, поступаюш,им на вход счетчика 10 с выхода управляемого делителя 8 частоты за одну секунду, отсчет которой осуществляется делителем 12 частоты и RS-триггером 13.

Формирователь линейно изменяющегося напряжения работает следующим образом.

После включения,- напряжения питания устройства сигналом с четвертого выхода блока 1 управления останавливается работа генератора 2 тактовых импульсов, а RS-триггер 13 устанавливается в нулевое состояние. Затем с шестого выхода блока 1 управления импульс сброса поступает на установочные входы счетчика 10, второго делителя 12, двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 и двоичного реверсивного счетчика 19, устанавливая их в исходное нуле- вое состояние. На управляющем входе первого управляемого делителя 8 частоты устанавливается блоком 1 управления по первому выходу цифровой код Кг, скорости линейно изменяющегося напряжения. На первом входе цифрового компаратора 18 блоком 1 управления по второму выходу устанавливается цифровой код Ки уровня выходного напряжения.

На управляющем входе управляемого де- лителя 21 блоком 1 управления по третьему выходу устанавливается выбором соответствующего значения коэффициента деления необходимый диапазон изменения выходного напряжения Ui, U2m,-.-,U,-m, где Ujm - максимальное значение выходного напряжения в i-M диапазоне. Одновременно на втором управляющем входе управляемого делителя 11 частоты блоком 1 управления по пятому выходу синхронно устанавливается дополнительный коэффициент деления частоты D2i, D22,..,D2b который численно может быть равен максимальному значению напряжения в установленном диапазоне. После подачи с четвертого выхода блока 1 разрещающего сигнала на управляющий вход генератора 2 импульсная последовательность поступает на вход первого делителя 7, частота следования импульсов на выходе которого опреде- летяет максимальную скорость изменения выходного напряжения формирователя. Далее импульсная последовательность поступает одновременно на суммирующий вход второго делителя 12 частоты, на второй вход второго дополнительного элемента И 14, который в течение первой секунды после запуска генератора 2 находится в непроводящем состоянии, и на вычитающий вход первого управляемого делителя 8, с выхода переноса которого, через первый дополнительный элемент И 9 она поступает на вычитающий вход счетчика 10.

По истечении одной секунды с момента начала работы генератора 2 с выхода переноса второго делителя 12 частоты на вход S RS-триггера 13 поступает импульс, который устанавливает его в единичное состояние. Таким образом, на информационном выходе счетчика 10 образуется число, равное количеству импульсов, пришедщих на его вход за одну секунду. Это число записывается на первом управляющем входе второго управляемого делителя 11 частоты и является его коэффициентом деления Din. С выхода первого делителя 7 частоты импульсная последовательность с частотой fi через второй дополнительный элемент И 14, который RS-триггер 13 переводит в проводящее состояние, поступает на вычитающий вход второго управляемого делителя 11 частоты. С его выхода переноса при формировании линейно растущего напряжения импульсная последовательность с частотой f2 fi/Din D2, через первый вход первого элемента И 15 поступает одновременно на суммирующие входы двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 и двоичного реверсивного счетчика 19, а при формировании линейно падающего напряжения через первый вход второго элемента И 16 - на вычитающие входы этих же счетчиков.

По мере поступления иМпульсов на суммирующие входы двоичного реверсивного счетчика 19 и двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 на их информационных выходах формируется нарастающий код, который с выхода двоичного реверсивного счетчика 19 поступает на цифроаналого- вый преобразователь 20, а с выхода двоично десятичного реверсивного счетчика 17 поступает на второй вход цифрового компаратора 18. При достижении равенства кодов на первом выходе цифрового компаратора 18 появляется уровень логического «О, который переводит первый элемент И 15 в непроводящее состояние и препятствует дальнейшему прохождению сигнала на суммирующие входы двоично-десятичного реверсивного счетчика 17 и двоичного реверсивного счетчика 19. Второй элемент И 16 в это время находится в непроводящем состоянии, так как на втором выходе цифрового компаратора 18 - уровень логического «О. Если установленный цифровой код на первом входе цифрового компаратора 18 меньше цифрового кода на втором входе, то на его первом выходе устанавливается уровень логического «О, а на втором выходе - уровень логической «1, который сохраняется до тех пор, пока цифровые коды на обоих входах не сравняются.

Выходное напряжение с выхода цифро- аналогового преобразователя 20 поступает на вход управляемого делителя 21, на выходе которого оно меняется в соответствии с установленным коэффициентом деления.

В результате длительность формируемого линейно изменяющегося напряжения определяется следующим соотношением:

R Г МБ 1 l-g-J

где ивых

Um/Ku - значение выходного напряжения в i-M диапазоне, причем К„ может дискретно устанавливаться в пределах от 0,001 до 0,999 (при ис- использовании десятиразрядного ЦАП).

В известном формирователе операция расчета DU не автоматизирована, поэтому для ввода требуемой скорости формируемого линейно изменяющегося напряжения необходимо предварительно произвести перерасчет ее значения Ки в коэффициент деления частоты Din и затем ввести его код с учетом установленного диапазона выходного напряжения с помощью соответствующих программных переключателей в блоке управления. В результате время ввода возрастает на время, требуемое для выполнения операции пересчета. Это ухудшает эксплуатационные характеристики устройства.

Существенное (в 10-30 раз) сокращение времени ввода данных о параметрах линейно изменяющегося напряжения достигается за счет введения блока 4 преобразования кода скорости Кг, в код коэффициента деления частоты DU, который автоматически устанавливается в течение одной секунды на информационном входе управляемого делителя 11 частоты. Благодаря этому повышается быстродействие устройства.

Формула изобретения

Формирователь линейно изменяющегося напряжения, содержащий блок управления, имеющий щесть выходов, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и блок задания скорости, состоящий из первого делителя частоты, вычитающий вход которого является первым входом блока задания скорости и соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а его выход переноса подключен к вычитающему входу входящего в состав блока задания ско- рости первого управляемого делителя частоты, управляющий вход которого образует второй вход блока задания скорости и соединен с первым выходом блока управления, а выход переноса образует первый выход блока задания скорости, второй выход которого образован выходом переноса делителя частоты, блок задания уровня, содержащий первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с первым входом блока задания уровня, двоично-десятичный реверсивный счетчик импульсов и цифровой компаратор, первый и второй выходы

0

которого соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом двоично-десятичного ревер- сивного счетчика импульсов и с первым выходом блока задания уровня, а выход второго элемента И соединен с вычитающим входом двоично-десятичного реверсивного счетчика импульсов и с вторым выходом блока задания уровня, при этом установочный вход двоично-десятичного реверсивного счетчика импульсов является установочным входом блока задания уровня, а его информационный выход подключен к первому входу цифрового компаратора, второй вход

г которого соединен с вторым входом блока задания уровня и с вторым выходом блока управления, преобразователь код - напряжение, содержащий последовательно включенные двоичный реверсивный счетчик, цифро- аналоговый преобразователь и управляемый

0 делитель напряжения, причем суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика соединен с первым входом преобразователя код- напряжение и соединен с первым выходом блока задания уровня, вычитающий вход соединен с вторым входом преобразователя

код - напряжение и с вторым выходом блока задания уровня, а установочный вход является установочным входом преобразователя код - напряжение, при этом управляющий вход управляемого делителя напря0 жения образует третий вход преобразователя код - напряжение и соединен с третьим выходом блока управления, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия за счет ускорения настройки, в него введен блок преобразования кода, содер5 жащий последовательно включенные первый дополнительный элемент И, счетчик и подсоединенный к нему первым управляющим входом второй управляемый делитель частоты, последовательно включенные второй делитель частоты RS-тригге р и второй

дополнительный элемент И, выход которого соединен с вычитающим входом второго управляемого делителя частоты, при этом инверсный выход RS-триггера подключен к первому входу первого дополнительного эле5 мента И, второй вход которого образует первый вход блока преобразования кода и соединен с первым выходом блока задания скорости, а второй вход второго дополнительного элемента И соединен с суммирующим входом второго делителя частоты,

0 образует второй вход блока преобразования кода и соединен с вторым выходом блока задания скорости, R-вход RS-триггера образует третий вход блока преобразования кода и соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов и с четвер5 тым выходом блока управления, при этом второй управляющий вход второго управляемого делителя частоты образует четвертый вход блока преобразования кода и сое71387180

о

динен с пятым выходом блока управления,ты блока преобразования кода соединены с

а выход переноса второго управляемого де-установочным входом блока преобразования

лителя частоты образует выход блокакода, который соединен с установочными

преобразования кода и соединен с первымвходами блока задания уровня и преобразовходом блока задания уровня, причем уста-с вателя код - напряжение и подключен к

новочные входы счетчика и делителя часто-шестому выходу блока управления.

Изобретение относится к импульсной технике. Формирователь линейно изменяющегося напряжения содержит блок (Б) 1 управления, генератор 2 тактовых импульсов, Б 3, 4 и 5. задания скорости, преобразования кода и задания уровня соответственно, преобразователь 6 код - напряжение. Б 3 задания скорости включает делитель (Д) 7 чистоты, управляемый Д 8 частоты. Б 4 преобразования кода включает элементы И 9, 14, счетчик 10, управляемый Д 11 частоты, Д 12 частоты и RS-триггер 13. Б 5 задания уровня включает элементы И 15, 16, двоично-десятичный реверсивный счетчик 17 импульсов и цифровой компаратор 18. Преобразователь 6 код - напряжение включает двоичный реверсивный счетчик 19 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 20 и управляемый Д 21 напряжения. Повышается быстродействие за счет ускорения настройки параметров линейно изменяющегося напряжения. 1 ил. € сл