Многоканальный времяимпульсный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/50 

О)

vj

со ел

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов, научных исследовании и производственных испытаний.

Цель изобретения - повышение точности, уменьшение массогабаритов преобразователя.

На фиг. 1 представлена схема многоканального времяимпульсного пре образователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы на фиг. 3 - схема устройства управления.

Многоканальный времяимпульсный преобразователь содержит фильтрующие конденсаторы 1, соединенные через резисторы 2 с источниками 3 преобразуемых напряжений, ключи 4 и 5, диф- ференциальньш усилитель,6 с единичным коэффициентом усиления, ключи 7 - 10, накопительный конденсатор 11, разрядные ключи 12 и 13, катушки 14 индуктивности, дифференциальньй усилитель 15, амплитудно-временной преобразователь 16, распределитель 17 импульсов и устройство управления вьтолненное на распределителе 18 импульсов. Вывод 19 является выходом многоканального времяимпульсного преобразователя .

Устройство управления может содержать, например, генератор 20 тактовых импульсов, три лдзущих мультивибр тора 21 - 23 и элемент 24 совпадения (фиг. 3).

Многоканальный времяимпульсный преобразователь работает следующим образом (фиг. 1 и 2).

В исходном состоянии все ключи разомкнуты, фильтрующие конденсаторы 1 заряжены до уровня преобразуемых напряжений источников 3. В момент t на первом и четвертом выходах распределителя 18 появляются импульсы (фиг. 2а, б) и замыкаются ключи 4 и 5 опрашиваемого канала и ключи 8 и 9. Фильтрующий конденсатор 1 подключается к входам дифференциального усилителя 6, к выходу которого подключается накопительный конденсатор 11. Конденсатор 11 заряжается (фиг. 2д) до напряжения U, UU, где Ucp- напряжение на фильтрующем конденсаторе; др - смещение нулевого уровня дифференциального усилителя 6. В момент t импульс с четвертого выхода устройства управления заканчивается (фиг. 2б) и появляется на

третьем выходе (фиг. 2в). Ключи 8 и 9 размыкаются, ключи 7 и 10 замыкаются. Происходит дозаряд конденсатора 11 до напряжения U и|р(фиг. 2д). В момент t заканчиваются импульсы с первого и третьего выходов устройства управления и появляется импульс на втором его выходе (фиг. 2а, в, г),

Размыкаются ключи 4, 5 и 7, 10, распределитель 17 пе{)еключается, подготавливая ключи каналов к опросу очередного источника напряжения. Замыкаются разрядные ключи 12 и 13,

и накопительный конденсатор 11 начина- ет разряжаться на катушку 14 индуктивности,

К моменту t. окончания импульса с второго выхода устройства управлеПИЯ (фиг. 2г) ток в катушке 14 достигает максимального значения. В момент t разрядные ключи 12 и 13 размыкаются и на катушке 14 индуктивности возникает импульс ЭДС самоиндукции, амплитуда которого пропорциональна величине преобразуемого напряжения (фиг„ 2е). Дифференциальный усилитель 15 преобразует дифференциальный сигнал с катушки 14 в

недифференциальный, а амплитудно- временной преобразователь 16 преобразует амплитуду импульса во временной интервал Т- (фиг. 2ж): Тц К и, где К - коэффициент преобразования; Uy - преобразуемое напряжение.

В момент tg заканчивается цикл преобразования на одном канале, С приходом очередного тактового импульса аналогично преобразуется напряжение очередного источника сигнала.

Устройство управления, выполненное на распределителе 18 имггульсов, работает следующим образом (фиг. 2 и 3).

В момент t, генератор 20 тактовых импульсов запускает гультивибраторы

21 и 22, которые формируют сигналы, представленные соответственно на фиг. 2а, б. Элемент 24 совпадения из выходных сигналов мультивибраторов 21 и 22 формирует импульс

(фиг. 2в). Задним фронтом импульса

мультивибратора 22 запускается мультивибратор 23, формируя сигнал, пред- ставленный на фиг. 2г.

ft

fV

фие.2

Изобретение может быть использовано в системах сбора информации при автоматизации технологических процессов, научных исследований и производственных испытаний. С целью повьппения точности, уменьшения массогабаритов преобразователь содержит четыре дополнительных ключа и диф- ференциальньш усилитель с единичным коэффициентом усиления. Накопитель- ный конденсатор с помощью первой пары ключей подключается к выходу дифференциального усилителя для предварительного заряда, а затем с помощью второй пары ключей - к выходам ключей каналов преобразователя для окончательного дозаряда до уровня преобразуемого напряжения. Основная часть энергии при заряде накопительного конденсатора поступает от дифференциального усилителя, а не от источника сигнала, что повышает точность преобразования за счет уменьшения влияния линии связи, позволяет уменьшить емкость фильтрующих конденсаторов, а следовательно, массогабариты преобразователя. 3 ил. о (Л

(jDue.5