Устройство преобразования постоянного напряжения в код Советский патент 1974 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к аналогЬ цифровым множительным устройствам автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в арифметических блоках цифровых регуляторов, в устройствах сбора и первичной обработки информации, а также в нормирующих блоках цифровых измерительных приборов.

Известно устройство преобразования постоянного напряжения в код, содержащее cxQuy сравнения, формирователь экспоненциальной развертки, триггер управления, кодирующий генератор, вентиль и цифровой аналог , причем первый вход схемы сравнения подключен к .источнику преобразуемого сигнала, второй ее вход - к выходу формирователя экспоненциальной развертки, вход которого соединен с первым входом триггера управления и пусковым импульсом, а ее выход через триггер управления соединен с первым входом вентиля, второй

ВХОД которого подсоединен к выходу кодирующего генератора, а выход ко входу цифрового аналога ВС-цепи. Устройство преобразует напряжение постоянного тока в цифровой код посредством сравнения кодируемого напряжения с напряжением развертки, изменяющимся по экспоненциальному закону, причем процесс его изменения во времени воспроизводится в цифровой форме на цифровом аналоге Ш-цепи.

Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, так как оно не позволяет одновременно производить линейное преобразование постоянных напряжений в код с выполнением арифметических операций над этими напряжениями.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя напряжения постоянного тока в цифровой код и совмещение операции преобразоваI ния с операцией деления входных

налряжении,

Для этого выходы схем сравнения подключены к единичным входам триггеров памяти результатов сравнения, единичные выходы которых соединены со входами схем И и ИЛИ, причем выход схемы И связан с нулевым входом триггера управления, а выход схемы ИЛИ - с его единичным входом.

На фигЛ изображена функциональная схема известного устройства; на фиг.2 - схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит сравнения 1, формирователь экспоненциальной развертки 2 триггер управления 3. генератор кодирующих сигналов 4, вентиль 5, цифровой аналог б, схему сравнения 7, триггеры памяти результатов сравнения 8 и 9, схему разделения 10 и схему совпадения

1Ь

Преобразование постоянного напряжения во временной интервал производится путем сравнения входного напряжения с напряжением формирователя экспоненциальной развертки, которое изменяется по закону и

где Е - начальное напряжение на конденсаторе формирователя экспоненциальной развертки; основание логарифма;

е t время разряда; т - параметр цепи разряда. Допустим 1, тогда временной интервал, пропорциональный входному напряжению, при таком способе преобразования равен

.

Заполняя временной интервал импульсами стабильной частоты получаем число импульсов равное

Ы- lflnUj

где у - коэффициент, зависящий от частоты.заполняющих импульсов. Производя умножение этого

числа импульсов на коэффициент

к --i

(т.е. просто выбрав нужную частоту заполнения), получим число импульсный код, пропорциональный логарифму входного напряжения.

Для получения числа импульсов, пропорционального логарифму

частного от деления напряжений, производят вычитание числа имлульсов делителя из числа импульсов делимого (inUrM,)bi7r

z

При выполнении этой операции

необходимо преобразование каждого

из напряжении в число импульсный код, вычитание этих кодов и преобразование полученного результата

по закону м е ,что эквивалентно потенцштрованию.

Время, необходимое для получения кода, пропорционального логарифму частного от деления напряжений, COCTOPZP из суммы времен преобразования каждого напряжения и времени вычитания числа импульсных кодов. Поэтому для уменьшения общего времени преобразования

(т.е.увеличения быстродействия) производят преобразование обоих напряжений и суммирование кодов за один такт формирования экспоненциальной развертки. За один

такт напряжение экспоненциальной развертки последовательно проходит точки равенства с каждым из напряжений сомножителей. Поэтому, если в процессе преобразования

большего из напряжений в момент равенства напряжения развертки и меньшего из напряжений сбросить в ноль промежуточный результат преобразования и закончить преобразование в момент равенства напряжения развертки и большего напряжения, то результат такоро преобразования будет равен разнице логарифмов этих напряжений, т.е. равен

логарифму частного. Этот же результат можно получить при заполнении кодирующими импульсами временного интервала между сравнениями меньшего и большего напряжений.

Устройство работает следующим

образом. В исходном состоянии все триггеры находятся внулевом положении. При нажатии на кнопку Пуск запускается формирователь

экспонециальной развертки 2 и налряжение с него поступает на схемы сравнения 1 и 7. При достижении равенства напряжения развертки меньшего из напряжений Uf или и

срабатывает одна из схем сравнения и устанавливает соответствующий ей триггер 8 или Э в состояние 1. Сигнал единичного выхода этого триггера поступает на схему|разделения 10. Выходной сигнал последней устанавливает триггер управления 3 в состояние 1, При этом триггер управления своим единичным выходом открывает вентиль 5, через который импульсы с кодирующе го генерат ора 4 ribcTynaioT на вход цифрового аналога .

При достижении равенства напряжения развертки большего из напряжений Ui или и срабатывает соответствующая схема сравнения, устанавливая соответствующий триггер памяти результата сравнения в единичное состояние. Сигнал совпадения единичных состояний триггеров 8 и 9. получаемый в схеме совпадения 11, поступает на нулевой вход триггера управления 3. Перейдя в нулевое состояние,триггер управления 3 закрывает вентиль 5. При этом прекращается подача счетных импульсов на цифровой аналог . В последнем устанавливается код, пропорци ональный частному от деления большего из напряжений на меньшее.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство преобразования постоянного напряжения в код. содержащее схему сравнения, формирователь экспоненциальной развертки, триггер управления, кодирующий генератор, вентиль и цифровой аналог BQ-цепи, причем первый вход схемы сравнения подключен к источнику преобразуемого сигнала, второй ее вход - к выходу формирователя экспоненциальной развертки, вход которого соединен с первым входом триггера управленияи пусковым импульсом, а ее выход через триггер управления соединен с первым входом вентиля, второй вход которого подсоединен к выходу кодирующего генератора, а выход ко входу цифрового аналога КСт цепи, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя аналог-код, в него введены схема разделения, схема совпаде5ния, два триггера и дополнительная схема сравнения, причем первый вход дополнительной схемы сравнения соединен с источником второго преобразуемого сигнала,

0 второй ее вход - с формирователем экспоненциальной развертки, а ее выход через второй триггер подсоединен к первому входу схемы разделения и второму входу схемы сов5падения, второй вход схемы разделения соединен с первым входом схемы совпадения и выходом первого триггера, вход которого соединен с выходом схемы сравнения, вы0i ход схемы разделения соединен с первым входом триггера управления, а выход схемы совпадения - со вторым входом триггера управления.

111

Пуск

fSЩ

/JEN

Ui

ш

п

11

U2

Риг.2