СЛЕДЯЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ — КОД Советский патент 1971 года по МПК H03M1/48 

Изобретение относится к области электроприборостроения и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике, а также в автоматизированных системах управления для преобразования аналоговой величины в цифровую форму.

Устойчивость следящих преобразователей напряжение - код, представляющих собой замкнутую автоматическую систему, зависит от его статических и динамических характеристик.

В известных преобразователях возникают автоколебания, вызываемые переходными процессами в элементах преобразователей. В наибольщей степени сказывается инерционность устройства сравнения неизвестной и компенсирующей величин и ключей в преобразователе код - напряжение в цепи обратной связи, так как у остальных элементов не представляет особой трудности обеспечить быстродействие по крайней мере на порядок выще. Причем среди усилителей, используемых в устройствах сравнения, наибольщей инерционностью обладают усилители с модуляцией, и именно они получили наибольщее распространение в точных приборах. Точно также, как среди полупроводниковых ключей, используемых в преобразователях код - напряжение с точным параллельным делителем наибольщее распространение получили двухпозиционные ключи,

транзисторы которых работают в режиме глубокого насыщения и, следовательно, переходные процессы в них имеют значительную продолжительность, в результате чего в компенсирующем напряжении появляются «выбросы, амплитуда которых тем больше, чем больще триггеров реверсивного счетчика одновременно сбрасывается из 1 в 0.

В этом случае, если усилитель устройства

сравнения не обладает достаточно хорошей перегрузочной способностью, такая величина напряжения «выброса в компенсирующем напряжении способна вызвать в нем переходный процесс, длительность которого может

превысить время одного такта. В результате в следящем преобразователе возникнут автоколебания и сбои.

Целью предлагаемого изобретения является создание следящего преобразователя напряжение - код с устранением автоколебаний, вызываемых переходными процессами в элементах преобразователя. Указанный вид автоколебаний можно устранить, учитывая, что, во-первых, величина «выброса в компенсирующем напряжении становится значительной лишь при срабатывании старших ключей, а, во-вторых, реверс в счетчике не должен осуществляться с частотой большей, чем максимальная из интересующих частотных составОграничив полосу пропускания преобразователя частотой fi, лежащей за наивысшей частотной составляющей преобразуемого сигнала, т. е. запретив осуществление реверса с частотой выще fi, можно устранить автоколебания.--..,1

Для этого при срабатывании любого из старщих ключей в преобразователе код - напряжение, располо кенном в цепи обратной связи следящего преобразователя напряжение - код (и соответственно перебрасыванием старших триггеров в реверсивном счетчике),

на некоторое время Т следует запрещать

/1

прохождение к реверсивному счетчику управляющих импульсов с устройства сравнения преобразуемого и компенсирующего напряжений.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что, с целью устранения автоколебаний, в него введены формирователь, ключ, импульсные схемы собирания, входы которых по положительным и отрицательным импульсам подключены к выходам триггеров старщих разрядов реверсивного счетчика, а выходы - соединены со входами формирователя, подключенного к управляющему входу ключа, включенного между выходом устройства сравнения и входом реверсивного счетчика.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Она содержит устройство сравнения / преобразуемого напряжения 2 и компенсирующего напряжения 3, ключ 4 между устройством сравнения и реверсивным счетчиком 5 со старщими триггерами 6, 7, 8; преобразователь код - напряжение 9 в цепи обратной связи и устройство устранения автоколебаний 10, состоящее из импульсных схем собираний по положительным и отрицательным импульсам 11 и формирователя 12, выход которого соединен с ключом.

При переключении любого из старших триггеров из фронтов их сигналов формируются положительные и отрицательные импульсы, проходящие через схемы собирания и запускающие формирователь. Сигнал с выхода формирователя, длительность которого равна Т, закрывает ключ, таким образом запрещая прохождение импульсов от устройства сравнения к реверсивному счетчику, пока не закончатся переходные процессы в устройстве сравнения. С целью последующей быстрой «догонки преобразуемого напряжения устройство сравнения содержит ряд пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими разрядами реверсивного счетчика, причем значение порога срабатывания старшего порогового элемента определяется приращением входного сигнала за время Т при максимальной скорости изменения преобразуемой величины. Значения остальных порогов срабатывания выбираются, исходя из соображений обеспечения минимальной динамической ногрещности.

Число разрядов реверсивного счетчика, подключаемых к устройству устранения автоколебаний, определяется экспериментально в каждом конкретном случае и зависит главным

образом от инерционности устройства сравнения измеряемого и компенсирующего напряжений. Для того, чтобы получить несущественные нелинейные искажения при кодировании изменяющегося напряжения число старщих разрядов, подсоединяемых к устройству устранения автоколебаний, следует выбирать не более 3-4. Кроме того, так как использование устройства устранения автоколебаний увеличивает время преобразования, то число

старших разрядов можно определить также, исходя из быстродействия.

Предмет изобретения

Следящий преобразователь налряжение - код, содержащий устройство сравнения преобразуемого и компенсирующего напряжений, состоящее из усилителя и пороговых элементов, реверсивный счетчик и преобразователь

код - напряжение, отличающийся тем, что, с целью устранения автоколебаний, в него гзведены формирователь, ключ, импульсные схемы собирания, входы которых по положительным и отрицательным импульсам подключены к выходам триггеров старщих разрядов реверсивного счетчика, а выходы - соединены; со входами формирователя, подключенного к управляющему входу ключа, включенного между выходом устройства сравнения и входом реверсивного счетчика.