Функциональный преобразователь напряжения в код Советский патент 1975 года по МПК H03K13/17 

второго и третьего интеграторов соответственно, при получении функции NI KiV UxФункциональный преобразователь напряжения в код содержит коммутирующие ключи 1-12; первый - 13, второй - 14 и третий - 15 интеграторы; схему 16 сравнения, схему 17 управления; источник 18 эталонного напряжения; регистр 19 и резисторы 20 и 21.

Б получения функции Ni Ki V Uj устройство работает следующим образом.

В момент to замыкаются ключи 1 и 8. Входной сигнал -Ux (со входа 22) поступает на интегратор 14, напряжение с выхода интегратора 14 - на интегратор 13.

Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по закону

/ t

U,(f){U,

J J

о о

где т, /,Ci, Tj

(Ri - сопротивление резистора 23; Ci - емкость конденсатора 24, 2 - сопротивление резистора 25; GZ - емкость конденсатора 26),

и в момент ti

)-Ti

2T,-:g

где T,t,- /,.

в момент :i ключи 1 и 8 размыкаются, замыкаются ключи 2 и 9. Напряжение с источника 18 эталонного напряжения поступает на интегратор 15, напряжение с интегратора 15- на вход интегратора 13.

Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по закону

t t

U,(f) U,(f,),df,

где т,

RZ - сопротивление резистора 27;

Сз - емкость конденсатора 28;

Ug - эталонное постоянное напряжение.

В некоторый момент

и, (4) О

т т,, « т/тт:

утг.

где Г , - А.

В момент перехода напряжения Ui через нуль схема 16 сравнения изменяет выходной сигнал, схема 17 управления прекращает кодирование временного интервала Т tz - ь и код младших разрядов счетчика времени схемы 17 управления заносится в регистр 19. Код функционального преобразования параметра

N,fT. Af YU

ъ

где /га - -

f

в момент 4 замыкаются ключи 4 и И, в момент /,2 - ключи 7 и 12, что приводит к разряду конденсатора 26 интегратора 14 и конденсатора 28 интегратора 15 до нуля. Это состояние сохраняется до начала нового цикла преобразования. Ключ 10 замкнут с момента /2 ДО начала нового преобразования.

При получении функции вида

yV, -- - К i/

схема работает следующим образом.

В момент 0 замыкаются ключи 3 и 8, в момент ti - ключи 5 и 9.

Схема 16 сравнения меняет выходной сигнал в момент tz, причем переключение имеет обратный характер по сравнению с переключением при получении функции вида

N..i/u:,.

Все процессы в устройстве определяет схема 17 управления (выход 29 управления ключами) в зависимости от того, какую функцию вырабатывает преобразователь и фиксирует это изменепие выходного сигнала схемы 16, как окончание временного интервала. В случае замыкания в момент /о ключей 3 и 8, а в момент t,i - ключей 5 и 9 имеет место функция

1

N2 ту .

YU

Если в момент коммутируются ключи 2 и 9, а в момент t ключи 1 и 8, имеет место функция

У f/3

YU

При получении функции

N.K.y

сигнал Ux коммутируется в момент о ключом 1, а сигнал противоположной полярности Uy (со входа 30) ключом 6 в момент t.

Значение t/э и

в формулах, определяющих коды преобразований, оказываются под знаком квадратного корня. Это свидетельствует об уменьщении в 2 раза влияния их относительных нестабильностей

Ш, 1(Ю,Ю,

5Л/, . / (Sf/e) Y

W,,2 /f5 W4s- т, / г Tj Кроме того, так как резисторы 25, 27 логично выбрать однотипными с одинаковым предельным ТКС, конденсаторы 26, 28 также однотипными с одним ТКЕ, а условия работы резисторов 25, 27 и конденсаторов 26, 28 близки (лучше, если элементы расположены рядом на плате), нестабильности этих элементов частично взаимно компенсируются 3 . ; U - ; 07, Отклонения параметров конденсатора 24 и резистора 23 не сказываются на точности преобразования. Медленные вариации частоты также не сказываются на точности преобразования, так как все устройство в целом работает от одного генератора, входящего в схему управления. Интегрирование входного сигнала и высокая крутизна изменения напряжения U(t} - по квадратическому закону - обеспечивают хорошую помехоустойчивость схемы для всех реализуемых функций. Предмет изобретения Функциональный преобразователь напряжения в код, содержащий схему управления, причем ее вход подсоединен к выходу схемы сравнения, вход которой соединен с выходом первого интегрирующего операционного усилителя, выходы - к коммутирующим ключам, причем вход первого ключа соединен с первым источником преобразуемого напряжения, а вход второго ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения схемы, повышения точности, помехоустойчивости и возможности реализации более одной функции, в него введены дополнительные ключи и интеграторы, причем вход третьего ключа соединен с источником эталонного напряжения, вход четвертого - с общей щиной. а выходы первого, третьего и четвертого ключей - с входом второго интегратора, вход пятого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, вход шестого ключа соединен со вторым источником преобразуемого напряжения, вход седьмого ключа - с общей шиной, а выходы второго, пятого, шестого и седьмого ключей - со входом третьего интегратора, вход восьмого ключа соединен с выходом второго интегратора, вход девятого ключа - с выходом третьего интегратора. вход десятого ключа - с общей шиной, а выходы восьмого, девятого и десятого ключей подключены ко входу первого интегратора, параллельно емкости второго интегратора подключены одиннадцатый ключ и резистор, параллельно емкости третьего интегратора- последовательно соединенные двенадцатый ключ и резистор.