Преобразователь напряжения в код Советский патент 1976 года по МПК H03K13/18 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в информаЦионЧО-измерительных системах различного назначения.

Известен преобразователь напряжения в код, Содержащий исючник эталонного напряжения с делителем напряжения, .подключенным к одним вхо ia,i схем сравнения и ключей первой стуачени преобразования, последовательный делитель напряжения, выходы которого подключены к одним входам схем сравнения второй ступени преобразования, другие входы схем сравнения первой и второй ступени преобразования соединены с выходом источника преобразуемого напряжения.

В известных преобразователях в диапазоне входного сигнала значение относительной погрешности не превосходит некоторого предела. Расширение динамического диашазока введением дополнительных схем сравнения в ступени преобразозателя или введением дополнительной ступени преобразования ведет к значительному росту объема оборудования ПНК, кроме того, при преобразовании высокого уровня входного сигнала можно пренебречь младшими разрядами кода, однако кодирование производится полностью, а при Низком уровне входного сигнала кодирование

старших разрядов ьедет к непроизводительным затратам времени.

С целью получения постоянной относительной погрешности по всему диапазону преобразуемых напряжений в предлагаемый преобразователь введены дополнительные схемы сравнении и ключи, одни входы которых соединены с выходом источника эталонного напряжения, другие входы дополнительных схем сравнен)1я подключены к выходу источника преобразуемого напряжения, вход одного дополнительного ключа соединен с обш.ей шиной, а выходы нечетных дополнительных ключей подключены к одному входу .параллельного делителя напряжения, второй вход которого соединен с выходами четных дополнительных ключей, выходы нечетных ключей пер.вой ступени преобразования подключены к одному входу последовательного делителя напряжения, второй вход которого соединен с гыходами четных ключей первой ступени.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого преобразователя напряжения в лод.

Преобразователь состоит из -схем сравнения 1-5 О1иреде,1ения диапазона входного напряжения, ключей 6-12 эталонного напряжения, параллельного делителя 13, схем сравнения 14-20 первой ступени, ключей 21-27 первой ступени, последовательного делителя 28 напряжения и схем сравнения 29-

35второй ступени преобразования, источника

36эталонного напряжения и блока 37 управления.

Устройство работает следующи1М образом.

Входное напряжение подается одновременно на один из входов все.х с.хем сравнения преобразователя. В с.хема.х сравнения 1-5 происходит сравнение входного напряжения с напряжениями, соответствующими границам диапазонов. Например, лри самом .мелко.м кванте преобразователя в 1 мВ схема сравнения 5 производит сравнение .входного напряжения -с уровнем в 128 мВ, схе.ма сравнения 4 - с уровнем 256 мВ и так далее до схемы сравнения 1, которая производит сравнение входного напряжения ,с уровнем в 2048 мВ. По результату сравнения входного напряжения с уровнями, соответствующими границам диапазонов, блок 37 управления замыкает два с.межных ключа, подавая напряжения ближайших верхней и нижней границ на входы параллельного делителя 13. Отдельные делители параллельного делителя 13 подобраны таким образом, что внутри диапазона, ограНИченного верхней и нижней границей, получается семь равноотстоящих уровней напряжения, которые подаются на один из входов схе.м 14-20 .первой ступени. По результату сравнения полученных уровней с входным напряжение.м блок 37 управления за.мыкаег два с.межных ключа, осуществляя подачу ближайших сверху и снизу уровней на входы носледовательного делителя, на выходах которого формируются семь равноотстоящих один от другого уровней внутри ранее определенных границ. Результат сравнения на cxe.viax сравнения 29-35 подается в блок 37 управления, где фОр.мируется полный код и ПРОИЗВОДИТСЯ индикация диапазона.

При преобраЗОвании некоторых значений входного Напряжении на нижний вход .параллельного делителя подается более высокое напряжение, чем на верхний вход. Поскольку такие ситуадил могут быть заранее определены, то в блоке управления до принятия выходных уровней схем сравнения первой ступени происходит инвертирование начала отсчета, т. е. младшей становится верхняя схема сравнения. То же самое относится и к обработке выходных уровней схе.м сравнения второй ступени.

Процесс преобразования на примере преобразования конкретного значения входного нацряжения в 884 мВ происходит следующи.м образо.м.

Срабатывают схемы сраВНения 3-5 и не срабатывают с.хе.мы сравнения 1 и 2. По результату сравнени/i блок 37 управления вырабатывает команду на за.мыкание ключей 8 и 9 и переключается на прие.м выходных потенциалов схем сравнения первой и второй

ступени с инвертированным начало.м отсчета. При замыкании ключей 8 и 9 напряжение в 512 мВ подается иа верх1ний вход .параллельного делителя, а напряжение в 1024 мВ - на нижний, при этом на входе блока 20 образуется потенци-зл 1024-64 960 мВ, на входе блока 19 -- напряжение 960-64 896 мВ, на входе блока 18 - напряжение 896-64 832 мВ и так далее до потенциала на входе блока 14 в 512+64 576 мВ.

Следовательно, сработают схемы сравнения 14-18 и не сработают схемы сравнения 19 и 20. БлоК 37 управления за.мыкает ключи 25 и 26 и после деления участка между 832 и 896 мВ на ВОсемь равных отрезков срабатывают схемы сравнения 30-35 .и не срабатывает схема ера шения 29.

Таким образом, с выхода второй стунени нолучае.м код 110, а с выхода лервой ступени - код 101. Так как срабатывает схема сравнения 3, то с выхода блока 37 управления получаем код 001101110000.

Первая единица в полном коде несет информацию о диапазоне, в которо.м находится входное напряжение, а следовательно, и о величине кванта. Следующие шесть цифр являются собственно кодовы.м эквивалентом входного напряжения. Для нриведенного при.мера входное нанряжение в 884 .мВ преобразовано в ПИК с квантол в 8 .мВ.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в код, содержащий источник эгглонного напряжения с делителем напряжения, подключенным к одним входа.м схе.м сравнения и ключей первой ступени преобразования, последовательный делитель на-пряжсния, выходы которого подключены к одни.м входам схе.м сравнения второй ступени преобразования, другие :входы схем сравнения первой и второй ступени преобразования соединены с выходом источника нреобразуемого 1апряжения, отличающийся те.м, что, с целью получения постоянной относительной погрешности по все.му диапазону преобразуемых напряжений, в него введены дополниТ;.чьные схе.мы сравнения и ключи, одни входи которых соединены .с выходо.м источника эталонного нанряжеНИЯ, другие ВХОДЫ допо.чнительных схем сравнения подключены к выходу источника преобразуе.мого напрял :ения, в.ход одного дополнительного ключа соединен с общей шиной, а выходы нечетных дополни гзльных ключей подключены к одно.му входу параллельного делителя напряжения, BTOpoii вход которого соединен с .зыходлми четньх дополнительных ключей, выходы нечетных ключей первой ступени преобразования под«:,1 очены к одно.му входу последовательного делителя напряжения, второй вход которого соединен с выходами четных ключей первой ступени.

ifrrr