Интегрирующий преобразователь тока в код Советский патент 1992 года по МПК H03M1/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразователя постоянный ток - разность временных интервалов - код.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Нафиг.1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 входного тока, интегратор-конденсатор 2, мостовой коммутатор из четырех аналоговых ключей 3-6, источник 7 эталонного тока, источник 8 порогового напряжения, компаратор 9 с дифференциальными входами, тактовый генератор 10, триггер 11с К- и С-входами и реверсивный счетчик 12.

Совокупность элементов 3-7 образует формирователь биполярного эталонного тока, блок сравнения реализован на элементах 8,9, а узел синхронизации - на элементах 10,11.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства для положиvj

Јь

Ю О

N

тельного входного тока 1вх +1эт/3, где обозначены Uc - развертывающее пилообразное напряжение на выводах интегратора 2; UBX.KR - напряжение на неинвертирующем входе компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8; Увых.кп - импульсы на выходе компаратора 9; tV - импульсы на выходе тактового генератора 10; UTp - импульсы на прямом выходе триггера 11; Эт импульсы на выходе формирователя биполярного эталонного тока.

Преобразование биполярного входного тока источника 1 в разность временных интервалов на выходе триггера 11 и цифровой код N(t) на выходах реверсивного счетчика 12 основано на принципе сравнения интегралов от входного IBX и импульсов ± 1Эт эталонного токов. Элементы 1-11 предложенного устройства образуют следящую управляющую систему с замкнутой петлей обратной связи, в которой происходят автоколебания с частотой, кратной тактовой частоте генератора 10. Заряд интегратора 2 происходит под действием тока, определяемого алгебраической суммой входного тока IBX источника 1 и ± Эт формирователя биполярного эталонного тока. Частота автоколебаний пилообразного напряжения на выводах конденсатора 2 максимальная в середине диапазона входных токов , т.е. в области малых входных токов, и минимальна на краях диапазона входных токов. В пределе при (1Вх)эт автоколебания отсутствуют. При нулевом входном токе на конденсаторе возникает пилообразное напряжение симметричной формы с равными временами заряда и разряда конденсатора биполярными токами формирователя. При этом разность временных интервалов на выходе триггера 11 равна нулю. При появлении входного тока нарушается симметрия пилообразного напряжения конденсатора в ту или другую сторону в зависимости от знака входного тока. Разность временных интервалов на выходе триггера определяется отношением

AT Ti-T2(Ti+T2) вх/1эт.

В предложенном устройстве ключи 3-6 мостового коммутатора дополнительно к функции формирователя биполярного эталонного тока выполняют функцию синхронного выпрямителя биполярного напряжения интегратора. Выходное напряжение синхронного выпрямителя (фиг.26) приложено к неинвертирующему входу компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8. При превышении напряжения на неинвертирующем входе компаратора UBX кп напряжения Unop источника 8 на выходе компаратора 9 возникают импульсы 1 (фиг.2в), разрешающие переключение триггера 11 по приходу заднего фронта тактового импульса на его С-входе. Таким обра- зом, элементы 8 и 9 выполняют функцию порогового устройства, являющегося общим как при формировании положительной части развертывающего пилообразного напряжения интегратора, так и при формиро0 вании отрицательной части биполярного напряжения интегратора. Предложенные признаки выполнения блока сравнения позволяют сформировать развертывающее пилообразное напряжение интегратора, яв5 ляющегося симметричным около нуля, т.е. имеющим постоянную составляющую часть напряжения близким к нулю. Данное свойство необходимо для исключения влияния наточность преобразования сопротивления

0 утечки интегратора и параллельно подключенных к нему элементов.

В предложенном устройстве размах пилообразного напряжения интегратора определяется соотношением

5Uc (ипор-икл),

где 11кл - падение напряжения на двух включенных ключах 3,6 или 4,5.

При выполнении ключей 3-6 мостового коммутатора на К-МОП ключах, например

0 микросхемах 590 КН5, последнее выражение можно записать как

Uc мах 2Р( Unop-2 RCT biji

где RO - сопротивление одного открытого ключа.

5 Для получения симметричного около нуля пилообразного напряжения интегратора величину Опор источника 8 необходимо выбирать из условия Unop 2 Ro lsT.

0 Формула изобретения

Интегрирующий преобразователь тока в код, содержащий источник входного тока, блок сравнения, формирователь биполярного эталонного тока, выполненный на мосто5 вом коммутаторе и источнике эталонного тока, тактовый генератор, триггер, реверсивный счетчик и интегратор на конденсаторе, первый и второй выводы которого подключены к одноименным выходам ис0 точника входного тока, первый вывод - к первому выводу первой диагонали мостового коммутатора, вторая диагональ которого подключена к выходам источника эталонного тока, прямой выход триггера подключен

5 к управляющему входу реверсивного счетчика и первому управляющему входу мостового коммутатора, тактовый вход реверсивного счетчика соединен с выходом тактового генератора, а выходы являются выходной шиной, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности преобразователя, в нем блок сравнения выполнен на источнике порогового напряжения и компараторе, первый вход которого непосредственно, а второй через источник порогового напряжения подключены к соответствующим выходам источника эталонного тока, выход 1-18х

компаратора подключен к входам триггера, С-вход которого подключен к выходу тактового генератора, а инверсный выход подключен к второму управляющему входу мостового коммутатора, второй вывод первой диагонали которого соединен с вторым выводом конденсатора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразователя постоякного тока в разность временных интервалов и цифровой код. Цель изобретения - повышение точности. Преобразователь содержит источник 1 входного тока, интегратор 2 на конденсаторе, мостовой коммутатор из четырех аналоговых ключей 3-6, источник 7 эталонного тока, источник 8 порогового напряжения, компаратор 9 с диф- ференциальными входами, тактовый генератор 10, триггер 11 и реверсивный счетчик 12. Предложенное устройство является биполярным преобразователем постоянного тока в разность временных интервалов с формированием развертывающего пилообразного напряжения на выводах конденсатора и получением цифрового кода на выходах реверсивного счетчика. Блок сравнения выполнен на одном компараторе с дифференциальными входами, подключенными не к выводам интегратора, а к выводам диагонали мостового коммутатора для подключения источника эталонного тока последовательно с источником порогового напряжения. Выход компаратора подключен к объединенным I- и К-вхо- дам управляющего триггера, С-вход которого соединен с выходом тактового генератора. 2 ил. (/ С