Функциональный преобразователь напряжения в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/62 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть предназначено для использования в быстродействующих цифровых .измерительных системах, работающих в широком динамическом диапазоне входных сигналов.

Целью изобретения является повышение информативности за счет получе ния дополнительной информации о длительности входных сигналов.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу преобразователя.

Устройство состоит из п последовательно включенных каскадов преобразователя 1,1, .2,... l.n, которые содержат соответствующие инвертирующие элементы 2.1, 2.2,...2.п, управляемые аттенюаторы 3.1, 3.2,...,3,п, усилители 4.1,4.2,...,4.п и триггеры 5.1, 5.2,...,5.п Шмидта, а также из триггера Шмидта 5п+1 младшего разряда, п элементов ИЛИ 6.1,6.2,...,6«п и п

элементов 7.1,7,2,...,7.п задержки, выходы всех триггеров Шмидта являются разрядными выходами Код.

Работу устройства рассмотрим на примере трехразрядного преобразователя, состоящего из двух каскадов преобразования 1.1, 1,2 и триггера Шмидта 5.3 младшего разряда,

В исходном состоянии коэффициенты передачи аттенюатора 3.1 и 3.2 равны 1, а коэффициенты усиления усилителей 4.1 и 4.2 соответственно К и Кг,

При достижении входным сигналом уровня U, амплитуда сигнала (Е5) на входе триггера Шмидта 5.3 будет равна его порогу срабатывания (Е„)

& В

Е,

ЕНз и1-К1 Кг U,- -К0.

О)

На выходе преобразователя сформируется код 001 (см фиг.26, г, е, t( - t4). Состояние триггера 5.3 через элемент ИЛИ 6,1 передается на дополнительный выход преобразователя Длит.2° .

При достижении входным сигналом

уровня U4 tfu, ( - -22 ... tra

сд

01

J

о 1

00

К)

дискрет квантования) амплитуда сигг нала (Е1) на входе триггера 5.2 будет равна его порогу срабатывания

OW

Ei

Е,

V спи,-к1

(2)

По иипульсу с выхода триггера 2.2 (см. фиг.2г, t4- t.) включается аттенюатор 3.2, коэффициент передачи которого при этом уменьшится в Р раз, Амплитуда сигнала на входе триггера Шмидта 5.3 станет ра вной

.(3)

Сформируется код 010 (см, фиг,2а,

б, г,

tjt ,), Состояние триггера

5.2 через .элементы ИЛИ 6.1, 6,2 передастся на дополнительные выходы преобразователя пДлит.2° ,2 (см. фиг.2ж, з),

При уровне входного сигнала Uj сР U, соотношение (3)

виде Е

соотношение rfV К0

запишется в Е„..(4)

1 - 2 - П3Сформируется код 011 (см. фиг,2а,

б, г,

Ч

t-)о Состояние триггера

5,2 и триггера Шмидта 5.3 через элементы ИЛИ 6.1 и 6.2 передастся ьна дополнительные выходы преобразователя Длит.2° и Длит„2 .

При уровне входного сигнала М tf U, срабатывает триггер 5.1. По импульсу с выхода триггера 5.1 включится аттенюатор 3.1, коэффициент передачи которого при этом уменьшится в У раз.

(2) и (4 ) примут вид

Е

Соотношения

сГ3 .,:Ј., ЈидК-, Ещ

/Г /Г ЗГ7

ЩКо Епз

- fir 7

V

(5) (б)

Сформируется код 100 (см. фиг.2а,

б, г,

t4tc).

Состояние триггера 5,1 передастся на дополнительный выход преобразователя Длит. а через элементы ИЛИ 6.1 и 6.2 - на дополнительные выходы преобразователя Длит.2 и Длит.2 (см. фиг.2ж, з, и).

На фиг.2д, е, ж, з,

и

что если выключение аттенюатора происходит с задержкой At - t4показано, 3.2

Ч

то благодаря перекрытию во времени импульсов на выходах триггеров 5.1, 5.2 и триггера Шмидта 5.3 это не приводит к искажению формы импульсов (образованию вырезок) на дополнительных выходах Длит.2°, flnHT.2tn и Длит.

При уровне входного сигнала Иу- оя Ц амплитуда сигнала на входе триггера Шмидта 5,2 и 5,3 соответственно будет

. ,i Ем, ----- - - - jr4 - j-s

J1

(7)

5

Е,

Ei

(8) (см, фиг.2а,

,г.. „

Сформируется код 101 б, г, е, tf- tfr).

Состояние этих триггеров передастся на дополнительные выходы преобра- зователя Длит.2°, Длит.2т и Длит.2.

При уровне входного сигнала Ufi

«c/ lL соотношения (7) и (8) примут

0

5

0

вид

Е,

Е

п

ЕП-2

(9) 00)

. ли к

- в U,К f

KUtKo - 4 f Равенство Е Еn4 означает срабатывание триггера 5,2, включение аттенюатора 3.2 и, следовательно, добавление в знаменателе выражения (10) сомножителя .

Сформируется код 110 (;м, фиг.2аг

б, г,

t б с т )

.Состояние триггеров 5,1 и 5.2 передастся на дополнительные выходы Длит. 2°, Длит.2 и Длит.22.

При уровне входного сигнала U-, rf U, соотношение (10)

преобразится

5

к виду

cf6U,Ke

т ° uLrv V -д7 U

К«Г

Е

Сформируется код 111

пз (см.

фиг.2г,

0

5

0

5

б, г, е,

ьtft).

Состояние триггеров 5.1, 5.2 и 5.3 Шмидта передастся на дополнительные выходы преобразователя Длит.2° Длит.21 и Длит.22.

С уменьшением уровня входного сигнала работа устройства будет аналогична описанному за исключением точек U4 и U Ј.

При уменьшении уровня сигнала до значения U триггер 5.1 Шмидта воз вратится в исходное состояние (см. фиг.2а, б, t и), однако аттенюатор

3.1в исходное состояние возвратится с некоторой задержкой Лtj (см. фиг.2в, fit 3 tn- t,), обусловленной его инертностью. Следовательно, включение последующих триггеров

5.2и 5.3 Шмидта произойдет также с задержкой ut$ (см. фиг.2г, е, tn- t n), В результате в импульсах на дополнительных выходах Длит.2° и Длит.2 появятся вырезки длительностью 413 ,

Аналогично искажается форма импульса на выходе.Длит.2 при уменьшении входного сигнала до уровня иг, соответствующего возвращению в исходное состояние триггера 5.2 (см, фиг.2а,

г, д, е, ,и, ЛС3 tf3- tf3 ).

Устранение указанных искажений формы импульсов на дополнительных

выходах Длит.2°, Длит.

Длит.2 в устройстве осуществляет путем подачи на дополнительный вход каждого элемента ИЛИ 6.1 задержаннго соответствующим элементом 7.1 задержки на время и t импульса с выхода предыдущего элемента ИЛИ 6.1+1

Устройство легко реализуемо. В кчестве элемента 7.1,7.2,..,,7.п задержки может быть использована одна или несколько последовательно вкченных логических ячеек 33 ЛАЗ, 533 ЛАЗ и т.д.,интегрирующая цепь, линия задержки и т6п,,

Таким образом, данное устройство позволяет восстановить информацию о длительности входных сигналов без

использования специальных восстанов

5

телей длительности сигнала и способно работать в широком динамическом диапазоне входных сигналов, обладая высоким быстродействием и надежностью.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь напряжения в код по авт.св. № 1051704, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет получения дополнительной информации о длительности входных сигналов, в чего введены п элементов задержки и элементов ИЛИ с числом основных входов лаждый n-H-(i-l), где I-1,2,3,..,п, ПР1Т этом i- раз рядный выход Код соединен с i-основными

хзходаьз-г соответствующих элементов ИЛИ, дополнительный вход зто элемента ИЛИ соединен с выходом i-го элемента задержки, а выход - с входом (1-1 )то элемента задержки входы n-элементов задержки и выход первого элемента ИЛИ являются соответствующими дополнительными выходами преобразователя, вход п элемента задержки соединен с первым старшим разряд-

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение информативности за счет получения дополнительной информации о длительности входных сигналов. Цель достигается тем, что в функциональный преобразователь напряжения в код дополнительно введены N элементов ИЛИ и N элементов задержки. Входы N элементов задержки и выход первого элемента ИЛИ являются соответствующими дополнительными выходами преобразователя. 2 ил.

ЧШп

,§,