ДВУХОТСЧЕТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-КОД Советский патент 1971 года по МПК H03M1/56 G01R19/255 G04F10/04 

Изобретение относится к области цифровых измерительных преобразователей и может быть использовано в цифровых измерительных вольтметрах или в цифровых управляющих и регистрирующих системах.

Известны преобразователи напряжениекод, содержащие блок управления, нуль-орган, управляемый генератор пилообразного напряжения, схему сравнения, триггер временного интервала, логические схемы, счетчики грубого и точного отсчета.

Однако в таких преобразователях требуется дополнительное время на интегрирование измеряемого напряжения, а также существует погрешность изл1ерения при согласовании отсчетов грубого и точного.

Описываемый преобразователь отличается от известных тем, Что он содержит триггер знака и триггер задержки, вход которого через схему «И соединен с выходом блока управления, с одним выходом схемы сравнения, с источником тактовой частоты и через инвертор - со входом счетчика точного отсчета, а соответствующий выход триггера задержки подключеп ко входу блока управления и через схему «И ко входу счетчика грубого отсчета и ко входу триггера знака, другой выход триггера задержки через схему входу триггера временного интервала, причем выход нуль-органа через схему

«И соединен со входом счетчика грубого отсчета, со входом триггера знака и со входом триггера временного интервала, а выход триггера знака соединен с блоком унравления и со входом счетчика точного отсчета.

На чертеже изображена схема преобразователя.

Он содержит генератор / импульсов тактовой частоты; триггер 2 временного иптервала; генератор 3 пилообразного наиряже)1ия; блок 4 управления; триггер 5 знака; схемы «И 6-72; схему 13 сравнения грубого отсчета (ГО); нуль-орган 14 точного отсчета (ТО); суммирующий счетчик 15 (ГО);

триггер 16 задержки; и)1вергор 17 счетных импульсов; реверсивный счетчик 18 ТО.

При посгуилени запускающего импульса в совпадения его с импульсом тактовой частоты запускается триггер 2 временного интервала, выходной сиг)ал которого включает генератор 3 пилообразного напряжения, подает разрешение на блок 4 управления, триггер 5 знака, а также на схемы «И 6 и 7. После этого генератор 3 начинает

формировать напряжение, крутизна которого определяется требованиями, предъявляемыми к дискретности канала ГО. Пилообразное напряжение ноступает на вход схемы сравнения 13, имеющий норог срабатывания. Величина

тора дискретам канала ГО, и допускается иесгабилы-юсть порога срабатывания, равная примерно половине этого дискрета. На другой вход схемы сравнения подается измеряемое напряжение. Пилообразное и измеряемое напряжения подводятся таклче па сооп етствующне входы нуль-органа 14. Пока разность этнх напряжений больше велпчпны порога срабатывания, схема сравнения ociacTся в исходном состоянии. Ирн этом ее входные сигналы с одной стороны открывают схему «И 6, а с другой - закрывают схемы «И 7 и S, то есть через их открытую схему «И 6 имнульсы тактовой частоты постунают на суммирующий счетчик 15. Когда разность нанрял ений достигает величины, равной норогу Срабатывания схемы сравнения, последняя срабатываег, закрывая вход схемы «И 6 и открывая входы схем «И 7 и 8. Генератор пилообразного напряжения переключается в соответствии с условием срабатывания схемы сравнения в момент поступления второго импульса тактовой частоты носле момента сравнения. Момент срабатывания схемы сравнения но времени не привязан к тактовой частоте и определяется только уровнем входного нанряжения и величиной дрейфа порога срабатывания схемы сравнения, поэтому уровень пилообразного напряжения к моменту поступления второго тактового импульса после срабатывания схемы сравнения может превысить уровень измеряемого напряжения. Следовательно, неред переключением генератора пилообразного панряжения, в результате которого изменяется крутизна пилообразного напряжения, необходимо контролировать срабатывания нуль-органа М для согласования отсчетов. С этой целью в схеме преобразователя используется триггер 16 задержки момента переключения отсчетов со схемой «И 8, управляемой сигналом из блока унравления и сигналом схемы сравнения; в схеме предусматривается также триггер 5 зпака со схемой «И 9, которая управляется сигналом с выхода триггера 16 н лредпазначена для передачи на занускающий вход триггера знака имнульса с выхода нульоргана. Триггер задержки момента нереключения отсчетюв вынолняется со счетным входом, а триггер знака - с раздельным.

После срабатывания схемы сравиення ГО через схему «И 8 на триггер задержки начинают поступать счетные импульсы тактовой частоты, первый из которых прпводит триггер задержки в единичное состояние, а следующий возвращает его в исходное (нулевое) состояние. импульсы ностунаюг также на схему «И 10, а .через инвертор 17 в качествс занрендающпх па вход схемы «И 7. Если до прихода второго из счетных имнульсов нуль-орган не срабат1)пает, ю триггер знака не меняет своего состояния, при этом его выходной сигнал остается ире/кним, и второй из счетных импу.тьсов также

проходит через схему «И 10 на вход счетчика ГО 15.

После поступления второго из счетных имнульсов но заднему фронту сигнала с выхода триггера задержки иереключается блок управления, схема «И И закрывается, так как сигна.г снимается, а генератор нилоойразного 11апряжения изменяет крутизну выходнсло пилообразного напряжения от действия сигнала унравле)ня, характер которого в данном случае соответствует изменешпо только крутизны пилообразного нанряже11ия до значений, определяемых требованиями к дискретпостп канала ТО. Знак крутизны пилообразного напряжения нри этом не ме |яется.

Таким образом, в момент переключения генератора 3 сигнал разрешения, ноступающий на схему «И 8, снимается, н иоступле ше имнульсов тактовой частоты на триггер задержки прекращается до следующего цикла измерения, т. е. через схему «П 8 проходит всего два импульса тактовой частоты. К опнсаиному случаю работы схемы относится первый грапичный случай, когда срабатывание схемы сравнения происходит одновременно с приходом импульса тактовой частоты.

Преобразование измеряемого иапряження

в цифровую форму прекращается в момент срабатывания нуль-органа, сигнал с выхода которого возвращает триггер 2 временного интервала в исходное состояние. После этого схема «И 7 закрывается, в реверсивном

счетчике ТО 18 фиксируется результат, в суммирующем счетчике ГО 15 фиксируется ранее полученный результат, а все остальные части схемы преобразователя приводятся в исходное состояние.

В онисанном случае нуль-орган до момента переключения генератора пилообразного нанряжения lie срабатывал, поэтому триггер знака до конца работы не из.мэнил своего состояния, а его выходной сигнал унравлял работой реверсивного счетчика 18 так, что при этом осуществлялось суммирование импульсов тактовой частоты. Полный отсчет получается путем нриписания выходного кода реверсивного счетчика ТО к выходному коду

су.ммирующего счетчика ГО. Дополнительпого согласования отсчетов не требуется. Информация из счетчиков 15 и 18 после считывания стирается.

П р е д :м е т и з о б р е т е н и я

Двухотсчетпый преобразователь напряжение-код уравновешивающего типа, содержап,ий блок унравления, нуль-орган, связанный с управляемым генератором пилообразного напряжения, соединенным со схемой сравнения, выход которой подключен через триггер временного интервала и схемы «И к счетчикам грубого и точного отсчета, причем другие входы этих схем «И подключены к генератору тактовой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и устранения погрешности из-за рассогласования отсчетов, он содержит триггер знака и триггер задержки, вход которого через схему «И соединен с выходом блока управления, с одним выходом схемы сравнения, с источником тактовой частоты и через инвертор - со входом счетчика точного отсчета, а соответствующий выход триггера задержки подключен ко входу ю блока управления и через схему «И ко входу счетчика грубого отсчета и ко входу триггера знака, другой выход триггера задержки через схему «И - ко входу триггера временного интервала, причем выход нуль-органа через схему «И соединен со входом счетчика грубого отсчета, со входом триггера знака и со входом триггера временного интервала, а выход триггера знака соединен с блоком управления и со входом счетчика точного отсчета.

tjlJS