Многоканальный время-импульсный преобразователь Советский патент 1989 года по МПК G01R17/02 H03M1/00 

lib Р1

0

О

ел

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для ис- польяования в системах автоматизации технологических процессов, научных исследований и производственных испытаний,

Цель изобретения - повьшшние быстродействия преобразователя за счет устранения одного из двух тактов преобразования путем исключения влияния линии связи.

На фиг.1 представлена схема многоканального время-импульсного преобразователя; на фиг,2 - временная днаг- рамма его работы; на фиг,3 - эквивалентная схема цепи заряда образцового конденсатора.

Многоканальный нремя-импульсньш преобразователь содержит п каналов, образцовый конденсатор 1, в каждом канапе линии связи 2,1-2.3 первый вывод конденсатора 1 линией 2.1 связи подключен к первому выводу датчика 3, второй вывод которого связан линией 2,2 связи с информационными входами канальных ключей 4 и 5 и ли- гадей 2.3 связи - с информационным входом канального ключа 6. Выход ключа б соединен с вычитанхцим входом сумматора / напряжений и с инвертирующим входом дифференциального усилителя 8, неинвертирующий вход которого подключен к выходу сумматора 7, Первый суммирующий вход сумматора 7 соединен с выходом канального ключа 5. Выход дифференциального усилителя 8 подключен к выходу канального ключа 4, Управляющие входы 4-6 каждого канала объединены и подключены к

соответствующим выходам распределителя 9 импульсов, вход которого соединен с первым выходом блока 10 управления. Второй вывод образцового конденсатора 1 подключен к точке сое динения выводов источника 11 питания, источника 12 образцового напряжения, делителя 3 напряжения и информационного входа разрядного ключа 14, Вторые выводы источника 12 образцового на прянения и делителя 13 напряжения объединены и соединены со вторым суммирующим входом сумматора 7. Выход разрядного ключа 14 связан с первым выводом образцового конден- сатора 1 и входом блока 15 сравнения напряжений, второй вход которого соединен со средним выводом делителя 13 напряжештя, а выход - со входом

триггера 16. Второй вход триггера 16 подключен ко второму выходу блока 10 управления, а выход - к управляющему входу разрядного ключа 14 и к выходу 17 многоканального время-импульсного преобразователя-.

Многоканальный время-импульсный преобразователь работает cлeдyюDИ м образом.

В исходном состоянии ключи 4-6 разомкнуты, разрядный ключ 14 замкнут, образцовый конденсатор 1 разряжен. В момент времени t блок 10 управле-: иия через распределитель 9 импульсов замыкает канальные ключи 4-6 одного из каналов. В момент времени t блок 10 управления переводит триггер 16 в единичное состояние, размыкается разрядный ключ 14 и начинается процесс заряда образцового конденсатора 1 через линии связи 2, датчик 3 и канальный ключ 4 от источника 11 питания. В момент времени t, при достижении напряжения на образцовом конденсаторе 1 опорного уровня Ugf, , блок 15 сравнения напряжений возвращает триггер 16 в нулевое состояние. Ключ 14 разряжает образцовый конденсатор 1.- С выхода триггера 16 снимается импульс, длительность которого определяется сопротивлением датчика. С приходом очередного импульса с блока 10 управления аналогично производится опрос следующего датчика, С момента времени t. до момента t ток заряд а создает на сопротивлениях линий 2. 1 и 2.2 падение напряжения U,, которое подается через замкнутые ключи 5 и 6 на первый и второй входы сумматора напряжений 7. На третий вход сумматора подается напряжение

и. . и„ - и,

6.i

Jo ;

где и - напряжение источника питания 11; 1 - капряжение источника 12.

С выхода сумматора 7 на инвертирующий вход дифференциапьного усилителя 8 подается напряжение

UT

вык

Up - о - J

В результате усилитель 8 поддерживает в точке соединения датчика 3 и линии 2.1 напряжение, равное

Чвь1 2 п

Тогда напряжение, приложенное к последовательной цепи, образованной образцовым конденсатором I, линий 2,1 и датчиком 3, будет равно

гчм и„ и„

+ и.

При равенстве сопротивлений линий 2.1 и 2.2 падения напряжения будут на них равны

и

а.|

а.7.

и.

Эквивалентную схему цепи заряда образцового конденсатора можно представить в виде последовательного соединения сопротивлений линии связи 2.1 (Кд) датчика 3 (Rp и образцового конденсатора 1 (Со) (фиг.З).

Для эквивалентной схемы можно записать:

и.

А

и + Ua + и

С

где и

ГЬ с 25 которого соединен с выходом блока сравнения напряжений, а выход триггера - с инверсным управляющим входом разрядного ключа, соединненого своим выходом с первым выводом образцового

ко от сопротивления датчика

1

I

-пр

,

, Uon

иГ

35

напряжения на датчике 3, образцовом конденсаторе 1 соответственно.

Следовательно, временной интервал с выхода преобразователя зависит толь-30 коаденсатора и с первым входом блока

сравнения напряжений, информационный вход разрядного ключа подключен к второму выводу образцового конденсатора, к первому выводу делителя напряжения и к первому выводу источника питания, соединенного вторым выводом с общей шиной, а средний вывод делителя напряжения соединен с вторым входом блока сравнения напряжений, о т- личающийся тем, что, с i целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены источники образцового напряжения и сумматор напряжений, выход которого соединен АС- с неинвертирующим входом дифферен- вания сопротивления датчика 3 во врегде

емкость образцового конденсатора.

Предлагаемый многоканальный время- импульсньш преобразователь по сравне- нию с известным устройством обладает большим быстродействием за счет ; устранения такта преобразования сопротивления линии 2 во временной интервал и уменьшения времени преобразо40

менной интервал за счет устранения балластного резистора.

Формула изобретения

Многоканальный время-импульсный преобразователь, содерж-ащий на каж-. дый канал зажимы для подключения ре- зисторного датчика, вывод первого зажима через первую соответствукхцую

50

55

циального усилителя, инвертирукщий вход которого соединен с выходами третьих канальных ключей и с первым входом сумматора напряжений, второй вход которого соединен с выходами вторых канальных ключей, а третий вход - со вторым выводом делителя напряжения и с первым выводом источника образцового напряжения, который соединен своим вторым выводом с первым выводом источника питания.

линию связи подключен к первому выводу образцового конденсатора, вывод второго зажима через вторую соответствующую линию связи соединен с информационным входом первого и второго канальных ключей, а через третью соответствуюР1ую линию связи соединен с информационным входом третье0 го канального ключа, причем выходы всех третьих канальных ключей объединены, выходы всех первых канальных ключей также объединены и соединены с выходом дифференциального усилите5 ля,- выходы всех вторых канальных ключей объединены, управлянзщие входы трех канальных ключей каждого канала объединены и подключены к соответствующим выходам распределителя им0 пульсов, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входом установки в единичное состояние триггера, вход сброса в нулевое состояние

25 которого соединен с выходом блока сравнения напряжений, а выход триггера - с инверсным управляющим входом разрядного ключа, соединненого своим выходом с первым выводом образцового

30 коаденсатора и с первым входом блока

сравнения напряжений, информационный вход разрядного ключа подключен к второму выводу образцового конденсатора, к первому выводу делителя напряжения и к первому выводу источника питания, соединенного вторым выводом с общей шиной, а средний вывод делителя напряжения соединен с вторым входом блока сравнения напряжений, о т- личающийся тем, что, с i целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены источники образцового напряжения и сумматор напряжений, выход которого соединен С- с неинвертирующим входом дифферен-

0

5

циального усилителя, инвертирукщий вход которого соединен с выходами третьих канальных ключей и с первым входом сумматора напряжений, второй вход которого соединен с выходами вторых канальных ключей, а третий вход - со вторым выводом делителя напряжения и с первым выводом источника образцового напряжения, который соединен своим вторым выводом с первым выводом источника питания.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов, научных исследованиях и производственньпс испытаниях. Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя за счет устранения одного из двух тактов преобразования путем исключения влияния линии связи - достигается введением сумматора напряжений, источника образцового напряжения и соответствующих функциональных связей. Прёобразова-( тель обладает высоким быстродействием за счет устранения такта преобра- зования сопротивления линии связи во временной интервал и уменьшения времени преобразования сопротивления резисторного датчика во временной интервал за счет устранения балластного резистора. 3 ил. о (Л

(Pue.1

Фи.г.2

©

J -d}Co

Фиг.З