Устройство для преобразования разнополярных напряжений в цифровой код Советский патент 1975 года по МПК H03K13/17 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может использоваться при время-импульсном преобразовании разнополярНЫх напряжений постоянного тока.

Известны время-имнульсные преобразователи разнополярпых напряжений. Однако они обладают низкой точностью и быстродействием. В частности, это относится к устройствам, содержащим промежуточные преобразователи разнополярных сигналов в однополярные (конструктивно сложны устройства, содержащие так называемый «реверсивный отсчет).

Известная схема преобразователя с использованием реверсивного счетчика имеет быстродействие, ограниченное допустимой частотой реверса, повышение которой связано с усложнением устройства.

Цель изобретения состоит в повышении точности и быстродействия преобразователя. Она достигается введением в схему преобразователя ждущего мультивибратора и вентиля, позволяющих осуществить блокировку реверсивного счетчика в течение времени реверса, а 1ПО окончании преобразования дослать заблокированное число импульсов в реверсивный счетчик.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы блоков.

Преобразуемое напряжение Ln подается па один вход схемы сравнения 1, другой в.ход которой связан с выходом генератора линейпоиадающего напряжения (ГЛПП) 2. Выход

схемы сравнения 1 соединен с нулевым входом триггера 3, единичный вход которого связан с входом ГЛПН 2 и входом запуска 4, единичный выход через ждущий мультивибратор (ЖМ) 5 - с первым входом вентиля G.

Генератор образповой частоты (ГОЧ) 7 соединен с вторым входом вентиля 8 и вторым входом вентиля 6. Выходы ве тилей 8 и 6 через сборку 9 соединены со счетным входом реверсивного счетчика (PC) 10, а выход последиего связан с входом ЖМ 11 п едпннчиым выходом триггера полярности 12. Выход ЖМ 11 связан с третьим входом вентиля 8 и третьим входом вентиля 6. Нулевой выход триггера нолярностн 12 связа с входом вычнтания

PC 10, а единичный - с входом сложения PC и четвертым входом вентнля 6.

Перед началом преобразования вентнлн 8

и 6 заперты, число Лмакс, запнсанное в PC 10,

соответствует максимальному L. (макс)- Велнчнне t/MriK равно и начальное значение напряженпя ГЛПН 2.

На фиг. 2 приведеиы временные диаграммы для трех различных величин Un, причем нумерация временных диаграмм на выходах бло

ков С01впадает с iiVMepamicii ;:оот1 }тстБу1ощнх блоков.

Работает схема следующим образом.

На ВХОД запуска 4 подается импульс, запускающий ГЛПН 2 и устапавливающнй триггер 3 в едииичное состояиие. Веитиль 8 отпирается, и импульсы ГОЧ 7 ироходят иа счетный вход PC 10.

В случае, когда , схема работает так же, как и в случае преобразоваипя одиополярного напряжения (см. фиг. 2,а). При сравнении Un с напряжением ГЛПН 2 схема сравнения 1 импульсом возвращает триггер 3 в нсходное состояиие, и веитиль 8 запирается. Очевидно, что число илгпульсов, прошедшее иа PC 10, составит ЛЧшкс-Лд. где Л , - число нмиульсов, соответствуюгцее измеряемому напряжению. 1Ъгда состояиие PC 10 иос.те Окончаиия преобразоваиия

/W-. I V /V 1 v

макс V макс - и/ - И

ЧТО соответствус: измеряемому иапряжеииы. Состояние триггера нолярности 12 свидетельствует о положнте.тьном знаке Un- При установке триггера 3 в исходное состояние заиускается о, однако в данном случае для работы устро 1ства в целом это не имеет значения.

Ь случае, когда (фнг. 2,6 и 2,в), момеит перехода нилообразно о наиряжения через ноль соответствует прохождению иа PC 10 Амакс импульсов, Т. е. он устанавливается в ноль. При этом на его выходе формируется импульс, неребрасывающий триггер иолярности 12 в единичное состояние, и счетчик реверсируется (устанавливается в состояние сложения). Блокировка счетных имнульсов в течение времени реверса т обеспечивается запуском ЖА. 11, в результате чего зсИирается вентиль Ь. Запуск осуществляется иодачей нмиульса, сформнрованиого iia ви.ходе PC 10, на вход }lvi i 11. Длительность имиу/и са Ж 11 равна т, т. е. счетчик оказывается заблокироваииьку; в течение всего времени реверса т. ьсли в течеиие этого времени не происходит сравиення напряження ГЛПН 2 и Ln (см. фиг. 2,6), то по окончании гпггервала т ЖМ 11 возвращается в исходное состояние, вентиль 8 отпирается и импульсы вновь проходят иа счетньн ; вхОД PC 10. В rvioMciiT сривненн ; измеряемого и пилообразного нанря/кеиия импульс схемы сравнения 1 уста1:г1влнвает триггер 3 в псходиое состояние, в результате чего занирается вентнль 8 и запускается КМ 5. Длительиость импульса, вырабатываемого последним, равна также т. Венти/пз 6 окажется отпертым на это -время (предварительно он нодготовлен к работе благодаря разрещеиню с выхода триггера полярностн 12, которое будет только нрн единичном его состояни, т. е. в том случае, еслн имел место реверс счетчнка). Имнульсы ГОЧ 7 через ве ггиль 6 и

сборку 9 поступают иа PC 10 в количестве, соответствующем времени т, т. е. тому времени, в течение которого счетчик блокируется при реверсе. 1аачим образом, заблокированное при реверсе число импульсов нроходнт иа PC 10 после сравпеппя.

Если в течеиие интервала т иосле моменга реверса нроисходит сравнение Ь„ и пнлообразного 1 анряжения (см. фиг. 2,в), то ЖМ 5 запускается в тот момент, когда действует нмнульс ЖА1 11 (ЖМ 11 блокирует кроме вентиля 8 и вентиль 6, который оказывается подготовленным к работе триггером полярности 12 и ЖМ5). По окончании действия импульса

ЖМ 11 6 отпирается, и через него проходят j MHy;ibCbi ГОЧ 7 на PC 10 до момента окончания имнульса ЖМ 5. Очевидно, что вентиль 6 от;)ывается иосле реверса в течеиие времени, равиого времени от момента реверса до ,гомента сравнения измеряемого и иилообразного напряжений.

В ;iByx иослеДИИх случаях (фиг. 2,6 и 2,в) состояние PC 10 соответствует величине, а еднничное состояние триггера иолярности 12 -

отрицательному знаку L,,.

Гакн: 1 образом, и)ггервал времени, на который PC оказался заблокированным на время реверса, в преобразователе восстанавливается иосле сравнения н окончания реверса.

Предмет н з о б р е т е ц и я

Устройство для преобразования раз}юполярных напряжений в цифровой код, содержащее схему сравнения, генератор линейнопадающего нанряження, триггер, генератор образцовой частоты, вентиль, сборку, реверсивиый счетчик, триггер полярности и ждугций мультивибратор, нричем первый вход схемы сравнения соединен с источником нреэбразуемо -о нанряження, а второй через генератор лшюино-надающего напряжения - со входом запуска, соединенного также с первым входом трнггера, второй вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а е.о единнчный выход через вентиль, сборку и реверсивпый счетчик сое;д1пеи с вьгходом триггера полярностн, вход которого подключен к выходу резерспвного счетчика, отличающееся тем, что, с целью нозыщения точ)ости и быстродействия, в него дополнительно введены второй ждупгнй мул1 тивпбратор и второй вентнль, причем первый вход второго вентиля через первый ждущий мультивибратор соединен с нулевым выходом триггера, второй его

вход - со вторым выходом генератора образцовой часто1Т)1, третий вход - с третьим входом первого вентиля н через второй ждущий мультивибратор - с выходом реверсивного счетчика, первый выход второго вентиля соедппен со вторым входом сборки, а его четвертый вхо; подключен к единичному выходу триггера полярности.