Преобразователь напряжения в интервал времени Советский патент 1991 года по МПК H03M1/52 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах специального и универсального назначения.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь напряжения в интервал времени содержит выходную шину 1, первый интегратор 2, первый ключ 3 переключателя, коммутатор 4, источник 5 образцовых токов, входную шину 6, второй интегратор 7, компаратор 8, анализатор 9 знака, общую шину 10, первый D-триггер 11, генератор 12 импульсов, Т-триггер 13, первый элемент И 14, первый и второй блоки 15 и 16 сброса, второй ключ 17 переключателя, второй и третий D-триггеры 18 и 19, элемент НЕ 20, элемент 2И-ИЛИ-НЕ 21, элемент НЕ 22, второй элемент И 23, элемент ИЛИ 24,

На фиг.2 обозначены: 25 - выходной сигнал генератора 12 импульсов, 26-сигнал на входной шине б, 27 и 28 - выходные сигналы первого и второго интеграторов 2 и 7 соответственно, 29 - выходной сигнал компаратора 8, 30 - выходной сигнал анализатора знака, 31 - сигнал на прямом выходе первого D-триггера 11, 32 - выходной сигнал элемента 2И-ИЛИ-НЕ 21, 33 - сигнал на прямом выходе Т-триггара 13, 34 и 35 - входные сигналы первого и второго блоков 15 и 16 сброса соответственно, 36 и 37 - выходные сигналы первого и второго элементов И 14 и 23 соответственно, 38 - сигнал на клемме выходной шины I.

Работает преобразователь следует -им образом,

Пусть на входную шину подано напряжение Ux(t) Ux const 0, тогда на выходе коммутатора 4 будет образцовый ток 10 О (т.е. - lo). В момент времени to (фиг.2) с приходом импульса с генератора 12 импульО 00

ы

i ui y. i s-.i пои D-трмггер 18, отхлю- i : (.,У.ИЧ иясл 15 вброса, а Т-тригтер 13 , „ м MI i и)ы jnnne О, разрешая про- jiir- nrrtws мчала через второй элемент И i зч| ipr игл через первый элемент И 14. ten он ч ре ьего D-ipnrrepa 19 остается t ое-ж-нум, т.е нулевым При этом единичный входной уровень второго эпемента И 23 открывает второй ключ 17, с помощью которого на второй вход второго интегратора 7 подается образцовый ток- io В результате перечисленных процессов выходное напря- первого интегратора 2 изменяется от s-л/лл по закону

Un

W

at

гпе Т1 - постоянная времени первого интегратора 2, а второго интефатора 7 - от на- 1альч |Х условий, обусловленных

нрецмцущчм тзктои ( 1Ьо - -Т , где i «-2

постоянна чремени piopoi о интегратора 7, 1 - пеоиол следования импульсов с генератора 12 импульсов) по закону

м - У

1)21 Ъ Ч

с Ra сопротивление второго интегратора

Т f / R2 lodr.

i

В мо,«нг времени и (фиг 2) выходные -эпряжеи ч первого и второго интеграто- роз 2 и 7 о азмваютсп равными, что приво- ni - к мычанию омг йозгсра 8 Сигнал s пслеп, обус ювл олег юязленке НЕ °ь/ е. d 7li- ЛИ НГ 21, то Br-ci -подход гьч, п-тоиггера 19 р сс- с Р i ho з Ci t юв f л (|Л х: включению то(;гго бпока 15 5ооса чепол второ г злгз- i/iein yl Jf$ t P t ( ь огюго ключа 17 L результатевылодноенатяжениевюро(О hi-)егратооз 7 стэновигся равные нулю, з i епвого мнтефатоо У продол-кает чзне , яасч по io, ухо закону.

Г. юг,он Ь 2) приходит ,овып .мпу/ ьс с генератора 12 г/1мг /льсоь Г neoj fbTaT 1 оснуаяется третей D триггер 19 отклм т--, второй блок 16 сброса, а Т- I перэхоциг э сисготние 1, раз- пэюая пролождение он нала через первый Олсмен И 14 и аапрещая через второй эле- он i И 23 Состояние второго 0-григгера 18 лС|Зется прежним, га нулевые При этом сц иичг ый уровень первого зпемента И 14 :т,фызает первым ключ 3, с помощью кою- Сого ни первый РХОЯ перво. о интегратора 2 подается образцовый той )0. В результате ° одное напряжение второго интегратора пзмеизе ся от нуля по закону

Ј

ии

di,

а первого интегратора 2 - от на альных ус ловий, обусловленных предыдущим тактом Uzi, при te() по закону

Uiz - T+ /Rilodt,

где Ri сопротивление первого интегратора 2

В момент времени хз (фиг 2) срабатывает компаратор 8, что вызывает переключе0 ние второго D-триггера 18 в 1, а следовательно, к вклм нию первого блока 15 сброса и через первый элемент И 14 к размыканию первого ключа 3 В результате выходное напряжение первого интегратора

5 2 становится равным нулю, а второго интегратора 7 продолжает изменяться по тому же закону.

В результате перечисленных процессов

tjС,t,

0 Ux dt- (и, P.IJrft-i U,dt О,

Lrl( .С7 1

о -2t2

Ьf-sЈs

k j U,cH- 0 Z l

b Отсюда, обозначая t2-t0 T,

Txt , t5 - принимая Й - -f и Ri R2 R получают UyT-(Ux-Rlo) TX1 - -UxTx1 0,

0UxT - (Uxlo) TX2 -«- Ux TX2 0

Ч Л И

тUxT UXT

Гх1 RTTlTx2 Rir

cfijjM сме.е знака входного сигнала наhpHj/ep, а момент времени te (фиг.2) выходные напряжения первого и второго интеграторов 2 и 7 возрастают Выходное напряжение первого интегратора 2 в дан- Q иом случае в момент времени t (фиг 2) до- сшгает нуля, что приводит к срабатыванию анализатора 9 знака, который настроен на уровень срабатывания 0+ С приходом ближайшего импульса с генератора 12 импульк сов переключается первый D-триггер 11, а следовательно, и коммутатор 4, который те- пэрь обеспечивает подключение через первый и второй ключи 3 и 17 положительного образцового тока к входам первого и

g второго интеграторов 2 и 7 Далее работа происходит аналогично вышеописанному.

Таким образом, в соответствии с приведенным принципом работы преобразователя информация о входном сигнале в виде

g интервала времени Txj или ТХ2, которые тождественны друг другу, получается в каждом периоде импульсной последовательности генератора 12 импульсов Формула изобретения

Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий первый интегратор, первый вход которого подключен через переключатель к выходу коммутатора, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам источника образцовых токов, второй вход является вход- ной шиной и через второй интегратор подключен к первому входу компаратора, а выход соединен с вторым входом компаратора и первым входом анализатора знака, второй вход которого является общей ши- ной, а выход соединен с D-входом первого D-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а С-вход - с выходом генератора импульсов и объединен с входом Т-триггера, прямой вы- ход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом переключателя, первый и второй блоки сброса, выходы которых подключены к третьему и второму входам соответственно первого и второго интеграторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элементы НЕ, 2И-ИЛИ- НЕ, ИЛИ, второй элемент И, второй итретий D-триггеры, R-входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, С-входы третьего D-триггера непосредственно, а второго D-триггера через первый элемент НЕ подключены к выходу элемента 2И-ИЛИ-НЕ, первые входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами перво о D-триггера, второй вход первой группы непосредственно, а второй вход второй группы через второй элемент НЕ соединены с выходом компаратора, D- входы второго и третьего D-триггеров подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Т-триггера, прямые выходы второго и третьего D-триггеров соединены с входами соответственно первого и второго блоков сброса, а инверсные выходы подключены соответственно к второму входу первого элемента И и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с D-входом третьего D-триггера, а выход - с вторым управляющим входом переключателя и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход является выходной шиной, при этом дополнительный выход переключателя соединен с третьим входом второго интегратора.

фиг-2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах специального и универсального назначения. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит два интегратора, источник образцовых токов, компаратор, анализатор знака, генератор импульсов, ключевые и логические элементы. Высокое быстродействие достигается за счет получения информации о входном сигнале в течение каждого периода тактовой частоты. 2 ил.