УРАВНОВЕШИВАЮЩАЯ ЦЕНЬ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОРАЗРЯДНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК H03M1/38 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть иснользовано Ё аналого-цифровых преобразователях и цифровых вольтметрах.

Известны аналого-цифровые преобразователи с использованием в уравновешивающей иепи транзисторных ключей и тиратронов с холодным катодом.

В известных схемах подобного рода развертывающий регистр уравновешивающей цепи содержит распределитель импульсов и регистр формирования кода числа, причем развертывающий регистр жестка тактируется от специального генератора тактовых импульсов.

Однако такие схемы тактируются жестко, поэтому период следования тактовых импульсов должен выбираться обязательно больше времени срабатывания самого медленного из используемых элементов, а так как время срабатывания обычно не замеряется для индивидуальных элементов, то период и длительность тактовых импульсов выбираются с большим запасом. Таким образом, принудительно тактируемые схемы обладают существенным резервом по быстродействию.

С целью повышения быстродействия схем уравновешивающих цепей аналого-цифровых преобразователей поразрядного уравновешивания и их упрощения в предлагаемом устройстве, непосредственно (гальванически)

соединены выходы тиратронов предыдущего разряда с управляющими электродами тиратронов следующего разряда и аноды тиратронов подключены к управляющим входам транзисторных перекидных ключей.

При этом для формирования тактов кодирования используется естественная задержка между моментом подачи ла тиратрон подлхигающего потенциала и моментом зажигания тиратрона так, что включение (зажигание) одного «3 тиратронов следующего разряда происходит непосредственно от напряжения, возникающего на выходе предыдущего разряда, с задержкой, определяемой лишь свойствами тиратрона (инерционностью). Причем в зависимости от состояния нуль-органа зажигается лишь один из двух тиратронов в каждом разряде.

Предлагаемая уравновешивающая цепь аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания приведена на чертеже.

Уравновешивающая цепь содержит в каждом разряде два тиратрона с холодным катодом / и 2, катоды которых объединены и через резистор 3 подключены к шине отрицательного напрял ения. Управляющие электроды тиратронов через резисторы 4 м 5 подключены к объединенным катодам тиратронов предыдущего разряда и через резисторы б и 7 к выходам шин нуль-органа, потенциалы на которых инверсны относительно друг друга. Анод тиратрона 2 непосредственно, а анод тиратрона 1 через диод 8 подключены на вход транзисторного инвертора (резисторы 9-11, транзистор 12). Вход транзисторного перекидного ключа каждого разряда, состояш,его из транзисторов 13 и 14 разной проводимости, соединен через резистор 15 с шиной положительного напрял :ения (-}-U), через резистор 16 с выходом инвертора и через диод 17 с анодом тиратрона 18 следующего разряда. На ключи подано опорнее напряжение -Е, а выход каждого ключа подан на соответствующий резистор параллельного делителя напрялсения. Работает схема следующим образом. В исходном состоянии все тиратроны не горят, транзисторы 12 инверторов заперты, нри этом транзистор 14 ключа открыт, а транзистор 13 заперт (это обеспечивается соответствующим выбором величин сопротивлений 11, 15, 16 и напрялсения ). Обозначим это состояние ключа «О, а противополол :ное состояние -«1. При зажигании любого из тиратронов (/ или 2) первого разряда, анодный ток замыкается через базовую цепь транзистора 12, и он открывается. При этом напрял- ение на выходе инвертора становится равным нулю, и ключ переходит в состояние «1 (отпирается транзистор 13 и запирается траизистор 14). Нуль-орган сравнивает напрял ение уравновешивающей цепи с измеряемым и выдает на шины 19 и 20 нанрял ения, соответствующие сигналу небаланса и инвертированные одно относительно другого. Эти нанрял ения управляют включением второго разряда. При зал игании одного из тиратронов первого разряда одновременно с пересечением первого ключа напряжение, образующееся на резисторе 3, подается на управляющие электроды тиратронов следующего (t-f-l)-ro разряда. При этом вследствие того, что тиратроны обладают задерлской между моментом подачи подлсигающего напряжения и моментом зажигания (порядка нескольких сот микросекунд до единиц милисекунд), а транзисторные ключи и нуль-орган (например, по дифференциально-балансной схеме) срабатывают за единицы микросекунд, тиратрон (i-j-l)-ro разряда не успеет зал ;ечься раньше, чем на выходе нуль-органа установится напряжение, соответствующее сигналу небаланса при включении t-ro разряда. После 5 установки напрял ения небаланса загорается в (t+l)-OM разряде лишь тот тиратрон, управляющий электрод которого подключен к шине НО с более высоким напряжением. При недокомпенсации загорится тиратрон 21, а при перекомпенсации - тиратрон 18. Зажигание тиратрона 21 (i-|-i)-ro разряда приводит только к включению ключа (г-|-1)-го 6 ра), а нри зажигании гиратрона 18 включается ()-й ключ через диод 23 и выключается t-й ключ через диод 17. При этом i-й ключ выключается в результатет того, что ток тиратрона 18 выбирают большим, чем ток, поступающий через резистор 15. Поскольку катоды тиратронов 1 и 2 каждого разряда объединены, последующие изменения нанряжения на выходных шинах нуль-органа не могут вызвать зажигание пегорящего тиратрона и состояние каждого разряда не меняется до окончания измерения и сброса, После переключений в (t-|--l)-M разряде происходит очередное сравнение компенсирующего и измеряемого напряжений; в соответствии с сигналом небаланса происходит переключение (i-j-2)-ro разряда и т. д. до последнего разряда. Таким образом, каждый такт кодирования в схеме равен времени задержки между моментом подачи на вход тиратрона зажигающего потенциалы и моментом зажигания, а общее время измерения равно сумме этих времен. Поскольку при принудительном тактировании развертывающего регистра уравновешивающей цепи период следования тактовых импульсов должен быть обязательно больше самой большой задерл :ки в зажигании тиратрона, очевидно, что предлагаемая схема более быстродейственна, а так как предлагаемая схема не содерлсит тактового генератора, распределителя импульсов и тактирующий цепей, то она и более проста. В приведенной на чертеже схеме опорное. а следовательно, компенсирующее напряжение имеют отрицательную полярность. При заземлении не верхней, а нижней шины источника опорного напряжения получаем компенсирующее напряжение положительной полярности, Предмет изобретения Уравновешивающая цепь аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания, содержащая в каждом разряде транзисторный ключ, инвертор, два тиратрона с холодным катодом, резисторы, диоды, источники питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в разряде катоды тиратронов соединены и через резистор подключены к шине одного источника питания, управляющие электроды через резисторы подключены к катодам тиратронов предыдущего разряда и через резисторы - к выходам нульоргана аналого-цифрового преобразователя, анод одного тиратрона соединен со входом инвертора, а другого тиратрона через диод подключен ко входу ключа предыдущего разряда и через диод ко входу инвертора; вход ключа каждого разряда соединен через резиОш(1-1)-горазр

I 1-й разряд

-и

{i + tj-u разряд I