Интегрирующий преобразователь напряжение-код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

3- 764120

ованиГ HanpH5Ke fflfl пбстоянного fbica, - на иг. 2; график, поясняющий процесс преобраования напряжения переменного тока - на фиг. 3.

Преобразователь напряжение - код содержит с ключи 1--5, интегратор 6, блоки 7, 8 сраинения, генератор-9 импульсов, измеритель 10 интервалов, источники 11, 12 образцового напряжения постоянного и переменного тока, устройство 13 управления, устройство 14 вычитания и деле- ю ния, источник 15 напряжения смещения, источники 16, 17 напряжения срабатывания.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2). В начальный момент интегратор 6 уд;ерживаётся в исходном состоянии запирающим потенциалом, поступающим с устройства 13 на прямой вход операционного усилителя интегратора 6. При этом ключ 1 замкнут, а ключи 2-5 разомкнуты. После снятия запирающего потенциала с прямого входа onepaibioHHoro i уси- 2о лителя начинается процесс интегрирования Ej. При этом напряжение станет равным ЕЗ, отсчет времени прекратится. Результат измерения в зиде числа NO перепии ется в устройство 14 и там запомнится. В тот же момейт по сигналу, 25 поступивщему с 6.rioka 7, на прямой вход операционного усилителя интегратора 6 вновь поступит запирающее напряжение. Оно будет поступать до тех пор, пока интегратор 6 не установится в исходное состояние. После этого-JQ процесс интегрирования начнется снова. На начальном участке, как и в предыдущем цикле, интегрируется только напряжение Ej, но затем, после того как напряжение на вькоде интегратора 6 превысит напряжение Ej и начнется отсчёт времени , ключ 1 ра:зомкнется, ключ 2 замкнется .и начнется процесс интегрирования суммы напряжений Ej и Этот .процесс длится в течение времени t задаваемого устройством 13, после чего указанные ключи возвратятся в первоначальное состояние и далее снова будет интегрироваться напряжение EI- В момент; когда напряжение на выходе интегратора достигнет величины ЁЗ Г отсчёт §рё1(ленй преКратится и длительнсгсть интервала j интегрирования в виде числа . также запомнится устройством 14. Следующий Цикл интегрйрбвания происходит так же, как и предыдущий. Отличие его состоит лишь в том, . вместо суммы Ej и Е g за время t интегрируется сумма напряжений Е и Длительность этого цикла интегрирования Ч. в видёчисла N ,, также запоминается. Затем таИЗМ ----.,.;,..,:. .;,,., - .. : ..,,-:-« -«-7 --V --- ---..-.-..- -.,

КИМ же образомПроизводится поочередное интегрирование сумм напряжения EI и остальных преобразуемых напряжений (в случае мгногоканального преобразователя). Напряжение переменHOIO тока преобразуется в код таким же образом, что и напряжение постоянного тока. Отличие состоит лишь в том, что (см. фиг. 3) в качестве образцового напряжения при этом используется напряжение переменного тока той . же частоты, что и преобразуемое напряжение (это необходимо для обеспечения независимости коэффициента преобразования от частоты преобразуемого напряжения), а также в том,

что суммы напряжений Е, +Е.„ иЕ, +Е„

оор.из

интегрируются только один полупериод за один цикл преобразования. Интегрирование этих напряжений обеспечивается замыканием ключей 4 и 5.

Измерение интервалов производится путем подсчета количества импульсов частоты F, поступавших от источника 16 за измеряемый отрезок времени. В устройстве происходит значительная коррекция влияния изменений времени задержки срабатывания блоков 7, 8 сравнения на результат преобразования. Это объясняется тем, что напряжение на их входах изменяется в одном направлении и с одинаковой скоростью. Поэтому задержки срабатывания обоих блоков сравнения одинаковы, а следовательно, взаимно компенсируются. Кроме того, линейность начального участка интегрирования в предложенном устройстве лучше, чем в устройстве двойного интегрирования. Это объясняется тем, что отсчет времени интегрирования начинается не одновременно с началом интегрирования, а несколько позЯсе, т.е. после того, как переходные процессы в интеграторе, связанные с началом интегрирования, практически закончатся

Формула изобретения

Интегрирующий преобразователь напряжение код, содержащий источники образцового напряжения постоянного и переменного тока, выходы которых через первый и второй ключи соединены с первым входом интегратора, шины источииков Сигналов переменного и постоянного тока через третий и четвертый ключи соединены с первым входом интегратора, выходы которого соединены с первыми входами блоков срайення, вторые )входы которых соединены с источниками пороговых напряжений, а выходы соединены с перйым и вторым входами измерителя интервалов и с первым и вторым входами устройства )Т1равления, третий вход которого соединен с выходом источника образцового напряжения переменного i тока, управляющий выход устройства управления соединен с управляющими входами четырех ключей, выход генератора импульсов соединен с третьим входом измерителя интервалов, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены дополнительный ключ, источник напряжения смещения и устрой.576 ciBo вычитания и деления, причем выход юмертеля интервалов соединен с входом устройства вычитания и деления, причем выход измерителя интервалов соединен с входом устройства вычитания и деления, выход которого соединен с четвертым входом устройства управления, выход которого соединен со вторым входом интегратора, третий вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, а первый вход Через дополнительный ключ соединен с общей шиной устройства, управляющий 0 вход дополнительного ключа соединен с управляющим выходом устройства управления. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Шляндин В. М. Цифровые электроизмерительньк приборы. М., Энергия, J972, с. 161. 2.Гитис Э. И. Преобразователи «шформации для электронных цифровых вычислительных уст|.юйств. М., Энергия, 1975, с. 375-379, рис. 8-6а (прототип).

ffSp

(8ых

инте zpamppa.

чу v v V M r

Л/х UMmf&pomtfpa I |i |

j 1I. I

фиг.З