Амплитудно-временной преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в устройствах, использующих преобразование амплитуды одиночных импульсов во временной интервал, в частности в цифровых вольтметрах.

Известны амплитудно-временные преобразователи, содержащие диодно-конденсаторные накопители, нагруженные на генератор разрядного тока и формирователь временно- го интервала, применяемые для преобразования коротких одиночных импульсов во временной интервал 1.

Наиболее близок по технической сущнос- ти к предлагаемому амплитудно-временной преобразователь, в котором погрешность недозаряда, свойственная диодно-конденсаторным накопителям при преобразовании коротких одиночных сигналов, частично компенсируется введением второго канала преобразования.

Известный амплитудно-временной преобразователь содержит диодно-конденсаторный накопитель, соединенный с генератором раэрядного тока и формирователем временного интервала.

Выходы формирователей временных интервалов поданы на входы устройства вычитания. Вход одного из каналов соединен со входом устройства непосредственно, а вход второго канала - через делитель напряжения 2,

Компенсация погрешности в известном устройстве достигается вычитанием результатов преобразования по каналам, в предположении, что эта погрешность мало зависит от амплитуды импульса. Коэффициент преобразования в известном устройстве (l-n ) ,где К,-коэффициент преобразования канала, tl - коэффициент передачи делителя напряжения. Степень компенсации погрешности тем выше, чем ближе п к единице, однако коэффициент преобразования при этом стремится к нулю. Следовательно, реализовать компенсацию погрешности в известном устройстве можно лишь частично, к тому же ценой зменьшения коэффициента преобразования. Таким образом, недостатком известного устройства является невысокая точность пре образования и низкий коэффициент преобразов.ания. Цель изобретения - повышение точноети и коэффициента преобразования устройства - достигается тем, что в преобразовател введены ключи, блок управления, интегратор и нуль-орган, причем входная Шина преобразователя соединена с диодно-конденсаторным накопителем через первый ключ, к выходу которого через второй ключ подсоединены вход нуль-органа и выход интегратора, вход которого через один токозадающий резистор соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а через второй токозадающий резистор - с выходом пятого ключа, вход которого вместе со входом четвертого ключа подсоединен к шине первого источника эталон- ного напряжения, а вход третьего ключа -к шине второго источника эталонного напряжения, причем управляющие входы ключей соединены с выходами блока управления, входы которого соединены с выходами формирователя временного интервала и нуль органа. На чертеже дана блок-схема преобразователя. Ключ 1 соединен со входом диодно-конденсаторного накопителя 2, нагруженного на генератор разрядного тока 3 и формирователь временного интервала 4. Вход формирователя временного интервала 4 нагружен на вход блока управления 5. Выход ключа 6 через токозадающий ре- зистор 7 соединен со входом интегратора 8, выход которого через ключ 9 соединен с выходом ключа 1. Вход ключа 6, выход которого соединен также с выходом ключа 10, подключен к источнику эталонного напряжения Е, Ко входам ключей 10 и 11 подключен другой источник эталонного напряжения Е, полярность которого противоположна полярности первого. Выход ключа 11 соединен со вхо- дом интегратора 8 через токозадающий резистор 12. Выход интегратора 8 вместе со входом ключа 9 подключен ко входу нуль-органа 1 выход которого соединен со входом блока управления 5. Выходы блока управления под ключены к управляющим входам ключей 1, 6, 9, 10 И 11. Работает устройство следующим образом Входной импульс через открытый ключ 1 поступает на диодно-конденсаторный накопитель 2, Напряжение, запоминаемое накопи телем, несколько меньше амплитуды импуль са. Эта разность является полной погрешно тью накопителя. По окончании входного импульса запомненное напряжение линейно спадает под дейст вием генератора разрядного тока 3. Форм№рователь 4 фиксирует время t- , пропорциональное запомненному напряжению. Передний фронт импульса формирователя 4 через блок управления 5 закрывает ключ 1, препятствуя прохождению помех и новых импульсов, В течение времени t ключ 6 открыт, и ток от источника эталонного напряжения Е . через резистор 7 обеспечивает возраотание напряжения на выходе интегратора 8, Полярность источника Е и сопротивление резистора таковы, что через время t напряжение на выходе интегратора равно напряжению, запомненному накопителем. От заднего фронта импульса формирователя 4 блок управления 5 открывает ключ 6 и диодно-конденсаторный накопитель 2 и воспринимает напряжение интегратора в виде короткого импульса для повторного преобразования. Время заряда таково, чтобы погрешность недозаряда равнялось погрешности недозаряда в исходном импульсе, что легко обеспечивается при постоянстве формы входного импульса. Формирователь 4 формирует второй импульс длительностью t,, .В течение этого времени открыт ключ 10, и ток от источника Е через резистор 7 обеспечивает линейный спад напряжения интегратора. Пос, за время жение интегратора спадает не до нуля, а до величины, пропорциональной погрешности недозаряда, В этот момент ключ 10 закрь вается, а ключ 11 открывается, и дальнейший спад напряжения интегратора происходит Вдвое медленнее вследствие того, что сопротивление резистора 12 вдвое больше сопротивления резистора 7. Момент U О фиксируется нуль-органом 13, На выходе блока управления 5 формирует ся импульс, передний фронт которого совпадает с началом интервала t, , а задний- с импульсом нульр-органа 13. По окончании интервала схема возврагщается в исходное состояние. Таким образом, в данном устройстве возможна полная компенсация погрешности недозарядй, причем сохраняется исходное значение коэффициента преобразования, Достоинство данного преобразователя состоит в том, что первичный результат измерения корректируется адаптивно, т.е. при произвольной и даже изменяющейся во времени зависимости погрешности недозаргща, от амплитуды входного сигнала.

Формула изобретения

Амплитудно-временной преобразователь, содержащий диодно-конденсаторный накопитель, соединенный с генератором разрядногэ тока и формирователем временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и коэ4 фициента преобразования, в него введены ключи, блок управления, интегратор и нуль-орган причем входная шина преобразователя соединена с диодно-конденсаторным накопителем через первый ключ, к выходу которого через второй ключ подключены вход нуль-органа и выход интергатора, вход которого через один токозадаюший резистор соединен с вь ходами третьего и четвертого ключей, а

через второй токозадающий резистор - с вьь ходом пятого ключа, вход которого вместе со входом четвертого ключа подсоединен к шине первого источника эталонного напряжения, а вход третьего ключа - к шине второго источника эталонного напряжения, причем управляющие входы ключей соединены с выходами блока управления, входы которого соединены с выходами формирователя временного интервала и нулЕ -органа,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. СССР № 221081. М. Кл. Н 03 К 5/04, 01.07.66.

2.Авт. св. № 213108,

М. Кл. Н 03 К 11/00, 06.07.66 (прототип