ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОДИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03M13/15 

1

Предлагаемый преобразователь относится к комбинированным вычислительным устройствам и может быть использован для функционального кодирования напрял ения, линеаризации характеристик промышленных датчиков, цифрового измерения возмущений, действующих на датчик, при нелинейной зависимости выходного параметра датчика от возмущающего воздействия, а также при построении информационно-измерительных систем.

Известен функциональный кодирующий преобразователь напряжения или сопротивления при нелинейной характеристике датчика, содержащий входной преобразователь, выход которого через переключатель соединен со входом интегратора, детектор нуля, вход которого подключен к выходу интегратора, выход - к первому входу триггера и выходу реверсивного счетчика, выход триггера соединен с первым входом реверсивного счетчика и с управляющим входом переключателя, генератор опорной частоты, выход которого через первый вход ключа соединен со вторым входом реверсивного счетчика, и блок управления, вход которого подключен к выходу детектора нуля, а выходы - к входам реверсивного счетчика, управляемого источника опорного нанрял ення, интегратора и ко второму входу ключа.

Недостатками известного преобразователя являются относительная сложность, невысокое быстродействие, наличие накапливающейся с каждым тактом погрешности от дискретности.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности, упрощение преобразователя и повышение надежности его работы.

Эта цель достигается тем, что преобразователь содержит дополнительно интегратор и детектор нуля, вход которого соединен с выходом дополнительного интегратора, выход - со входом триггера и блока управления, а вход дополнительного интегратора соединен через переключатель с управляемым источником опорного напряжения и входным преобразователем.

На фиг. I приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Предлагаемый функциональный кодирующий преобразователь содержит входной преобразователь 1, который через двухпозиционный переключатель 2 присоединен к входам первого и второго интеграторов 3 и 4. Выходы интеграторов соединены со входами детекторов нуля 5 н 6. Выходы детекторов нуля соединены с первым н вторым счетными входами триггера 7 и блоком управления 8. Управляющий выход триггера 7 соединен переключателем 2 и входом управления знаком реверсивного счетчика 9, счетный вход которого соединен через ключ 10 с выходом опорного генератора 11, а выход - с одним из счетных входов триггера 7. Выходы блока управления 8 соединены с установочным входом реверсивного счетчика 9, управляющим входом источника опорного напряжения 12 и входом интегратора 5.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной параметр в.т преобразуется преобразователем / в соответствующее выходное напряжение В общем случае зависимость Vx от QX может быть нелинейной, а входной преобразователь может включать коммутатор для работы с группой датчиков. При необходимости функционального, в том числе и линейного, преобразования напряжения в код, входной преобразователь представляет собой масщтабный усилитель. В начальный момент времени схема автоматики 8 вырабатывает импульс, который осуществляет предустановку счетчика 9, открывает ключ 10 и снимает положительное напряжение со входа интегратора 3, поддерживавщее его в положении нуля выходного напряжения. При этом триггер 7 автоматически находится в положении, соответствующем положению I переключателя 2. Импульсы опорного генератора 11 через открытый ключ 10 списывают число, предусмотренное в счетчике 9. Одновременно интегрируется напряжение Ux интегратором 3. На выходе интегратора 4 поддерживается нулевое напряжение положительным сигналом с управляемого источника опорного напряжения 12. Время Го списания предустановленного числа в счетчике 9 определяет время, в течение которого интегратор 3 интегрирует напряжение Ux.

Сигнал, соответствующий полному списанию предусмотренного числа в счетчике 9, перебрасывает триггер 7, что обуславливает переключение ключа 2 в положение П.

Вход интегратора 3 подключается теперь к управляемому источнику опорного напряжения 12, на выходе которого блоком управления 8 установлено начальное напряжение t/ion. Одновременно вход интегратора 4 подключается к напряжению U и интегрирует его до тех пор, пока детектор нуля 5 не зафиксирует нуль напряжения на выходе интегратора 3, после чего детектор нуля 5 перебрасывает триггер 7, который в свою очередь меняет позицию ключа 2. Интегратор 3 вновь подключается к напряжению Ux, а интегратор 4 - к выходному напряжению управляемого источника опорного напряжения 12, которое меняется по заданному закону блоком управления 8 с каждым срабатыванием одного из детекторов нуля. По достижении нуля выходным напряжением интегратора 4 срабатывает детектор нуля 6 и также перебрасывает триггер 7, управляющий ключом 2.

Схема работает циклически заданное п число циклов, определяемое блоком управления 8 по числу срабатываний детекторов нуля 5 и 6.

В продолжение указанных п циклов реверсивный счетчик непрерывно считает число импульсов опорного генератора. По истечении п циклов блок 8 закрывает на заданное время, необходимое для считывания или индикации числа с реверсивного счетчика, ключ 10, устанавливает триггер 7 и источник опорного напряжения в исходное состояние, выдает положительное напряжение, поддерживающее выход интегратора 3 на нуле.

Временные диаграммы на выходе блоков для показаны на фиг. 2, где обозначено

L/uK, - напряжение на выходе интегратора 3, кн, - напряжение на выходе интегратора 4, f/is - напряжение на выходе Ьпорного генератора 11. В дальнейщем устройство работает аналогнчно.

В предлагаемом функциональном кодирующем преобразователе используется способ воспроизведения заданной функции полиномом типа ai}-{-aiX-{-a2X - -.. .+апХ (1).

При необходимости воспроизведения в числовом коде знакопеременного полинома управляющий выход триггера 7 соединяется с входом управления знаком реверсивного счетчика. Если такой необходимости пет, вместо

реверсивного счетчика может быть применен обыкновенный счетчик импульсов.

Время Тх с момента установки реверсивного счетчика в нули до момента окончания п циклов равно

r,7,,-fr,, + r.3 + ... + -«-(2)

n-l

Поскольку

-; т.., т

.

И Т. Д.,

и

1с1п 2оп

1оп

ТО

Т,7 Г„/П.оп.

Число, записанное в реверсивном счетчике 8 при частоте опорного генератора // for равно

,/,,|,r,,,-Vfy;;,2L. (3)

п fr

il и поп

Приняв в выражении (3)

Tofor

а„,

Г блоп л 1

получим Лх V п, Т. е. число N дейп 1

ствительно соответствует полиному (1). Общее время преобразования Tj равно

(4)

п т, + - г.„

Г 1

Предмет и з о б р е т е н И: я

Функциональный кодирующий преобразователь, содержащий входной преобразователь, выход которого через переключатель соединен со входом интегратора, детектор нуля, вход которого подключен к выходу интегратора, выход - к первому входу триггера и к выходу реверсивного счетчика, выход триггера соединен с первым входом реверсивного счетчика и с управляющим входом переключателя, генератор опорной частоты, выход которого через первый вход ключа соединен со вторым входом реверсив,ного счетчика, и блок управления, вход которого подключен к выходу детектора нуля, а выходы - к входам реверсивного счетчика, управляемого источника опорного папряженпя, интегратора и ко второму входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности, он содержит второй интегратор с детектором нуля на выходе, выход детектора нуля подключен ко второму входу триггера и ко входу блока управления, а вход интегратора соединен через переключатель с управляемым источником опорного напряжения и входным преобразователем.

Ju.

VL

UHu

I i i IN i

LL

и„

LLiiin.lJLiI,Ll. I I

lf,n

зонрыт

If.

Отнрыт