Преобразователь напряжения в код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использовать ся в информационно-измерительных, сис темах различного назначения. Известен преобразователь напряжеНИН в код, содерпащий источник этало ных.уровней, линейку компаратора и дешиЛратор, блок управления 1. Недостатком устройства является низкая точность. Известен преобразователь напряжения в код, содержащий вычитающее устройство, выход которого через ключи соединен с источником опорного и преобразуемого, напряжения, а выход подключен к компаратору, выход которого соединен с регистром приема кода и. управляющим входом первого ключ а йыход вычитающего устройства подклвчен через третий ключ ко входу первого конденсатора запоминающего устройства, выход которого через четвер1ый ключ соединен со входом второго конденсатора запоминающего устройства-и .выходом второго ключа выход второго конденсатора запоминающего устройства подключен к одному из-входов вычитающего устройства 2 Недостатками устройства являются низкие быстродействие и точность. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Указанная цель достигается тем, . что в устройство, содержащее источник эталонного напряжения, вычитающее устройство, компаратор, два элемента запоминания, разделительный ключ, выходной ключ, ключ обратной связи, масштабирующий усилитель, блок управления, введены разрядные ключи, устройство выделения старшей единицы, шифратор, делитель эталонного напряжения, дополнительные компараторы и дополнительные вычитающие у.стройства, причем первые входы дополнительных вычитающих устройств и вычитающего устройства соединены с выходеи и делителя эталонного напряжения, вторые входы соединены с выходом ключа обратной связи и выходом входного ключа, выходы дополнительных вычитающих устройств соединены с первыми входами дoпoлнJитeльныx компараторов, Ъторые входы которых соединены с общей шиной, выходы компаратора и дополнительных компараторов соединены со входами блока выделения старшей едини.цы, выходы которого соединены со входами шифратора и соответствую1чими первыми входами разрядных ключей, вторые входы которых соединены с выходами вычитаюгчего устройства и дополнитель ных вичитаю1цих устроПств, выходы раз рядных ключей соединены со входом пе вого элемента запоминания и первым входом разделительного ключа, второй вход которого соединен с первым выхо дом блока управления, выход разделитель ого ключа соединен со входом второг Элемента запоминания и входом масшта рующего усилителя, выход которого со динеи с первым входом ключа обратной связи, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с вхо дом входного ключа. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Преобразователь напряжения в код состоит из делителя 1 эталонного на пряжения, вычитающих устройств 2, компаратора 3, блока 4 выделения старшей единицы, шифратора 5, разряд ных ключей б, элементов 7 запоминани разделительного ключа 8, масштабирую щего усилителя 9, ключа 10 обратной СВЯ31-, входного ключа 11, блОка 12 управления.п Преобразуемое напряжение i/ подключено ко входу входного ключа 11, эталонное напряжениеU:3r ко входу делителя 1, запускаю1дий сигнал соединен со входом блока 12. При подаче сигнала блок 12 выдает сиг нал и/, открывающий входной ключ 11, и преобразуемое напряжение Ux поступает на одни входы вычитающих устройств 2,, с выходов которых напряжения, равные разности между опор ными и входными напряжениями, поступ ют на одни входы компараторов 3, выходы которых подсоединены ко входам блока 4, С выхода шифратора 5 по сиг лу U-i поступают старшие разряды выходного кода преобразуемого напряжения. Напряжение, равное разности меж ду преобразуемым и ближайшим нижним опорным напряжением, через один из р рядных ключей б, который открыт сигналом .с выхода блока 4, поступает на первый элемент 7, т.е. запоминает ся текущее значение разностного напряжения. За время действия импульсо (Ji (пауза между тактовыми импульсами текущее значение разности через открытый разделительный ключ 8 запоминаедс.я вторым элементом 7, который служит для запоминания предыдущего значения разности. С выхода второго элемента 7 .напряжение, усиленное масштабирующим усилителем 9 в К-раз (где К равно основанию системы счисл ния, в который представлен выходной код), поступает на вход ключа 10, который открывается сигналом Ui, и напряжение с его выхода подается на одни-входы вычитающих устройств 2, т.§. начинается второй цикл преобразования. С каждым импульсом обобщенного сигнала U на выходе шифратора 5 появляется выходной код, соответстввующий следующим (более младшим) разрядам преобразуемого напряжения. Количество импульсов в сигнале У блока 12 равно N-I, где М - количество разрядов (или групп разрядов) в выходном, коде, равное количеству тактов за одно преобразование.Количество вычитающих устройств 12 равно в общем ; случае 2, где П - количество разрядов ВЫХОДНОГО кода/ (если преобразование производится в двоичный код), получаемых за один такт преобразования, масштабирующий усилитель 9 имеет коэффициент усиления при использовании пассивных вычитающих устройств при использовании вместо вычитающих устройств суммирующих усилителей мае--, штабирующий усилитель не нужен. Формула изобретения Преобразователь напряжения в код, содержащий вычитающее устройство, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, два элемента запомин-ания, разделительный ключ, ключи управления, входной ключ, ключ обратной связи, масштабирующий усилитель, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены разрядные ключи, блок выделения старшей единицы, шифратор, делите.ль эталонного напряжения, дополнительные компараторы и дополнительные вычитающие устройства, причем первые входы дополнительных вычитающих устройств и вычитающего устройства соединеныс выходами, делителя эталонного напряжения, вторые входы соединены с выходом ключа обратной связи и выходом входного ключа, выходи дополнительных вычитающих устройств соединены- с первыми входами дополнительных Компараторов, вторые входыкоторых соединены с общей шиной, выходы компаратора и дополнительных компараторов соединены со входом блока выделения старшей единицы, выходы которого соединены со входами шифратора и соответствующими первыми -входами разрядных ключеи,вторые входы 1 которых соединены с выходами вычитающего устройтсва и дополнительных вычитающих устройств, выходы разделительных ключей соединены с входом первого элемента запоминания и первым входом разделительного ключа, втхэрой вход которого соединен с первым выходом блока управления, выход разделительного ключа соединен со входом второго элемента запоминания и входом масштабирующего усилителя

выход которого соединен с первым входом ключа обратной связи, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, третий вы;ход которого соединен с входом входного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Преобразование информации в а налого-цифровых вычислительных устройствах-и системах.Под ред.Г.М., М., Машиностроение, 1973, с. 180.

2. Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. В.М.Шляндина, М., Энергия, 1972, с. 274-275, рис. рис. -6-21 (прототип).