Формирователь линейно-изменяющегося напряжения Советский патент 1990 года по МПК H03K3/06 

Улга

20

hf

си

(XV

о ел

00 СлЭ

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в измерительной аппаратуре.

Цель изобретения - повышение линейности выходного напряжения и расширение функциональных возможностей формирователя.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого формирователя.

Формирователь содержит гаину 1 так РГОВЫХ импульсов, выходную шину 2, hepвый и второй выключатели 3 и 4, цифроаналоговый преобразователь 5, дешифратор 6, триггер 7 знака, пе- реключатель 8, реверсивный счетчик 9 импульсов, блок 10 установки пределов, третий 11 и четвертый 12 выклю .чатели, первый 13 и второй 14 потенциометры, первый 15 и второй 16 блок рычитания и шину 17 напряжения пита- тйия. Кроме того, формирователь содержит электронный ключ 18, триггер 19 управления, пятый 20 и шестой 21 выключатели.

Шина 1 через электронный ключ 18 соединена со счетным входом реверсивного счетчика 9, выход которого через цифроаналоговый преобразовател 5 соединен с первым входом второго блока 16 вычитания, выход которого соединен с выходной шиной 2. Входы установки и сброса триггера 7 через соответственно первый 3 и второ 4 выключатели соединены с общей ши- Вой, а выход соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика 9, выход переноса и выход старшего разряда которого соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора 6, первый и второй Выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока 10, первый и зторой управляющие входы которого через соответственно третий 11 и четвертый 12 выключатели соединены с общей шиной, а первый и второй выходы соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами реверсивного счетчика 9. Третий вы- код дешифратора 6 соединен со счетным входом триггера 7, управляющий дход которого соединен с выходом переключателя 8, первый вход которог соединен с общей шиной, а второй &ход - с шиной логической единицы.

Шина 17 соединена с первыми выводами потенциометров 13 и 14, вторые

5

g

0

5

0

5

0

5

0

выводы которых соединены с общей шиной, а подвижные контакты соответственно с первым и вторым входами первого блока 15, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5. Второй вход второго блока 16 соединен со вторым входом первого блока 15.Управляющий вход электронного ключа 18 соединен с выходом триггера 19, входы сброса и установки которого соединены через пятый и шестой выключатели с общей шиной.

Дешифратор 6 содержит первый и второй элементы НЕ и первый и второй элементы И-НЕ. Входы первого и второго элементов НЕ являются первым и вторым входами дешифратора 6. Выходы первого и второго элементов И-НЕ являются первым и вторым выходами дешифратора 6. Первый вход второго элемента И-НЕ соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, вторым входом второго элемента И-НЕ и третьим выходом дешифратора 6.

Блок 10 может быть выполнен в виде двух элементов И-НЕ, первые входы /которых являются информационными входами, вторые входы - управляющими входами, а выходы - выходами блока 10. Триггер 7 может быть выполнен в виде IK-триггеров, 1- и К-входы которого объединены и являются его управляющим входом. Выключатели 3 и 4 могут быть реализованы в виде кнопок П2К с фиксацией, а выключатели 20 и 21 - в виде кнопок П2К без фиксации.

При некоторых сериях используемых микросхем на R-, S-, I- , К-вхо- дах триггеров могут быть включены резисторы, соединенные с шиной питания микросхем. Кроме того, перед указанными входами и входами реверсивного счетчика 9 могут быть включены дополнительные инверторы.

Формирователь работает следующим образом.

При установке триггера 19 в состояние логической единицы, электронный ключ 1б замкнут и тактовые импульсы с шины 1 проходят- на счетный вход реверсивного счетчика 9. Изменение содержимого последнего приводит к увеличению или уменьшению выходного напряжения по линейному закону.

10

5.1580533

Для обеспечения циклического формирования импульсов треугольной формы переключатель 8 устанавливается в положение, обеспечивающее переключение триггера 7 под воздействием импульсов на его счетном входе. При достижении реверсивным счетчиком 9 в режиме вычитания состояния Все нули, импульс с его выхода переноса проходит на третий выход дешифратора 6, так как на выходе старшего разряда реверсивного счетчика 9 в этот момент присутствует логический нуль. Импульс с первого выхода дешифратора 6, пройдя блок 10, подтверждает состояние Все нули реверсивного счетчика 9, а импульс с третьего выхода дешифратора 6 своим срезом переключает триггер 7. Следующие импульсы с шины 1 увеличивают код в реверсивном счетчике 9, что приводит к возрастанию напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 5.

При достижении реверсивным счет15

20

Таким образом, пределы изменения выходного напряжения достаточно широки и регулируются независимо потенциометрами 13 и 14.

В отличие от известного формирователя, в котором реверсивный счетчик прерывает прямой и обратный счет с моменты сравнения его кода с заданными пределами, в предлагаемом формирователе реверсивный счетчик 9 всегда заполняется полностью, а разность напряжений Uft и U0 воздействует на

D Л

вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5. Благодаря этому число ступеней аппроксимации (т.е.,число разрядов, участвующих в формировании треугольного напряжения) всегда остается максимальным. При этом коэффициент нелинейности выходного треугольного напряжения, деляемый по формуле

опре25

к - 4У п

имакс

.100%,

чиком 9 состояния все единицы импульс переноса с его выхода проходит на второй выход дешифратора 6 и подтверждает состояние реверсивного счетчика 9. Кроме того, этот импульс проходит на третий выход дешифратора 6 и переключает триггер 7. Тем самым, снова начинается формирование спадающего участка линейно изменяющегося напряжения.

Регулировка пределов изменения напряжения на выходе формирователя производится посредством Потенциометров 13 и 14. Выходные напряжения этих потенциометров поступают на первый блок 15, выходное напряжение которого, равное их разности, воздействует на вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5

35

40

U

иаи,

оп в (,

При этом напряжение на выходе цифро- аналогового преобразователя 5 изменяется от 0 до минус U0(, .

Во втором блоке 16 из напряжения Ujj вычитается выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 5. Выходное напряжение формирователя равно

U

U

В их и н У и изменяется от Urt при U при U -U вп -(U в- UH)

остается постоянным при всех величинах амплитуды выходного напряжения, т.е. линейность по сравнению с известным формирователем улучшается. Для JQ получения однократного режима работы переключатель 8 устанавливается в положение, при котором запрещается переключение триггера 7 по счетному входу. При этом после достижения реверсивным счетчиком 9 состояния Все нули или Все единицы импульс переноса с его выхода проходит через дешифратор 6 на соответственно второй или третий управляющие входы реверсивного счетчика 9, подтверждая достигнутое им крайнее состояние. Для начала изменения выходного напряжения в другом направлении необходимо переключить триггер 7 в противоположное состояние путем кратковременного замыкания выключателей 3 или 4. Для принудительной установки реверсивного счетчика 9 в одно из крайних состояний необходимо кратковременное замыкание выключателя 11 или 12. Формируемый при этом импульс проходит через элементы И-НЕ в блоке 10 на второй или третий управляющие входы реверсивного счетчика 9, осуществляя его установку.

Дополнительные функциональные возможности создает подключение элект- 0 до Ufi ронного ключа 18, триггера 19, выключателей 20 и 2|. Кратковременные за45

50

55

0

0

Таким образом, пределы изменения выходного напряжения достаточно широки и регулируются независимо потенциометрами 13 и 14.

В отличие от известного формирователя, в котором реверсивный счетчик прерывает прямой и обратный счет с моменты сравнения его кода с заданными пределами, в предлагаемом формирователе реверсивный счетчик 9 всегда заполняется полностью, а разность напряжений Uft и U0 воздействует на

D Л

вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5. Благодаря этому число ступеней аппроксимации (т.е.,число разрядов, участвующих в формировании треугольного напряжения) всегда остается максимальным. При этом коэффициент нелинейности выходного треугольного напряжения, деляемый по формуле

опре

к - 4У п

имакс

.100%,

35

JQ

40

JQ

JQ

45

JQ

50

JQ

55

мыкания выключателей 20 и 21 позволяют переключать триггер 19 из одного состояния в другое и тем самым замыкать и размыкать электронный ключ 18 При размыкании последнего изменение состояния реверсивного счетчика 9 и, следовательно, изменение выходного напряжения прекращается. С помощью выключателей 11 и 12 в этом режиме возможно переключение выходного напряжения из минимального значения в максимальное и обратно.

Формула изобретения

1. Формирователь линейно изменяющегося напряжения, содержащий последовательно соединенные шину такто - вых импульсов, реверсивный счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, триггер знака, выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, а входы сброса и установки сое- динены через соответственно первый и второй выключатели с общей щиной, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности выходного напряжения, в него введены пер- вый и второй блоки вычитания, блок установки пределов, дешифратор, третий и четвертый выключатели, переключатель, первый и второй потенцио- .метры, первые выводы которых соедине ны с шиной напряжения питания, вторы выводы соединены с общей шиной, а выводы подвижных контактов соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока вычитания, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, а выход - с выходной шиной, причем выход переноса и выход старшего разряда реверсивного счетчика импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока установки пределов, первый и второй управляющие входы которого через соответственно третий и четвертый выключатели соединены с общей шиной, а первый и второй выходы соеинены соответственно с вторым и третьим управляющими входами реверсивного счетчика импульсов, при этом третий выход дешифратора соединен со счетным входом триггера знака, управляющий вход которого соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй вход - с шиной логической единицы.

2. Формирователь по п. 1, о т л и- чающ ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены электронный ключ, триггер управления, пятый и шестой выключатели, причем электронный ключ включен между шиной тактовых импульсов и счетным входом реверсивного счетчика импульсов, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом триггера управления, входы сброса и установки которого соединены через пятый и шестой выключатели с общей шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной аппаратуре. Цель изобретения - повышение линейности выходного напряжения и расширение функциональных возможностей формирователя. Для достижения поставленной цели в формирователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь 5, реверсивный счетчик 9 импульсов, триггер 7 знака, выключатели 3, 4, введены блоки 15, 16 вычитания, потенциометры 13, 14, дешифратор 6, блок 10 установки пределов, электронный клю 18, триггер 19 управления, переключатель 8, выключатели 11, 12, 20, 21. Реверсивный счетчик 9 изменяет свое состояние от "Все нули" до "Все единицы" и обратно. Для регулировки верхнего и нижнего значений выходного напряжения используются потенциометры 13 и 14. Так как при любом размахе выходного напряжения количество ступеней аппроксимации одинаково, нелинейность минимальна. В формирователе возможны однократный и циклический режимы формирования выходного напряжения, остановка в любой момент, принудительная установка минимального и максимального значений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.