Функциональный преобразовательНАпРяжЕНия B КОд Советский патент 1981 года по МПК H03K13/17 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В КОД

I

Изобретение относится к вычислительной тех нике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системах.

Известен функциональный преобразователь напряжения в код, содержащий усилитель, соединенные последовательно, первый вход первого усилителя соединен с входной клеммой устройства, вход и выход предшествующего усилителя через соответствующий ключ соединены с входом последующего усилителя, блок сравнения соединен первой группой входов с выходами усилителей, вторым входом -- с источника эталонного напряжения, третьим - с выходом распределителя сигналов, выходы блока сравнения соединены с входами регистрирующего устройства и- с первыми вход ми ключей, вторые входы которьгх соединены с выходами распределителя сигналов, регистрирующее устройство соединено с распределителем сигналов 11.

Недостаток устройства - ограниченные -функциональные возможности.

Известен также функциональный преобразователь напряжения в код. содержащий последовательно соединенные усилители, коммутатор, входы которого соединены с входными клеммами устройства, выход коммутатора соединен с первым входом первого усилителя, блок сравнения соединен первым входом с выходом последнего усилителя, вторым входом - с выходом источника эталонного напряжения, выход блока сравнения соединен с вторым входом первого усилителя и первым входом узла управления тактами уравновещивания и запоми

o нающего устройства, первый вход распределите.пя сигналов соединен с щиной цифрового входа устройства, второй вход распределителя сигналов соединен с выходом блока управления такта уравновещивания, выходы распредели5теля сигналов соединены с входами управления коммутатора, первого усилителя, блока управления тактами уравновещивания, регистровсдвигателей, запоминающего устройства и регистрирующего устройства, выходы первого и второго решсгров-сдвигателей соединены с первыми и вторыми входами первого и второго сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго регистров-сдвигателей, соответственно, третий вход первого сумматора соединен с выходом запоминающего устройства, входы регистрирующего устройства соединены с выходом первого регистра-сдвигателя 2,

Недостатком устройства является сложная схема устройства.

Цель изобретения - упрощение схемы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь напряжения в код содержащий коммутатор, два усилителя блок сравнения, источник эталонного напряжения, распределитель сигналов, блок управления, блок умножения, выполненный из регистровсдвигателей и сумматоров, запоминающее устройство и регистрирующее устройство, введены переключатель, причем выходы переключателя соединены со вторым и третьим входами второго усилителя, первый вход соединен с выходом распределителя сигналов, а второй вход соединен с вторым вь1ходом блока умножения, четвертый и пятый входы которого соединены с выходом блока сравнения.

Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит коммутатор 1, усилители 2 и 3, блок 4 сравне1шя, источник 5 эталонного напряжения, распределитель 6 сигналов, блок 7 управле1шя тактами уравновешивания, блок 8 умножения, запоминающее устройство 9, регастрирующее устройство 10 и переключатель 11, блок 8 умножения выполнен из регистров-сдвигателей 12 и 13 и сумматоров 14 и 15. Усилитель 3 выполнен на основе операционного усилителя 16 с цифроуправляемыми сопротивлениями (проводимостями) 17 и 18 во входной цепи и цепи Обратной связи для задания коэффициента усиления, входные щины 19, шина 20 цифрового входа.

Устройство работает в режимах образовани кода, соответствующего обратным значениям преобразуемого напряжение и корня квадратного из него; преобразования напряжения в код; образования кода корня квадратного из преобразуемого напряжения; образования кода отношения преобразуемых напряжений; образования кода логарифма преобразуемого напряжения.

Перевод схемы функционального преобразователя напряжения в код в один из ренсимов осуществляется по сигналам, поступающим на ашну 20 цифрового входа фзтпсционального преобразователя напряжения в код Этим режимам соответствуют управляющие сигналы на выходах распределителя 6 сигналов, задающие последовательность работы во времеш различных схем функционального преобразователя.

.Операциям .по уравновеишванию преобразуемого напряжения предшествует нормирование, которое заключается в усилении напряжения Vy таким образом, чтобы обеспечить его

нахождение в заданном диапазоне. По сигналу распределителя 6 сигналов преобразуемое напряжения, Vy передается коммутатором 1 на вход усилителя 2 нормирования и через усилитель 3 на вход блока 4. Коэффициент

усиления усилителя 2 нормирования, меняется по тактам 1гормирования как 2 о где показатель )д определяется по результатам сравнения в блоке 4 усиленного преобразуемого напряжения эталонным напряжением VQ , вырабатьшаемым источником 5. На этапе нормирования коэффициент усиления усилителя 3 равен 1. Результаты сравнения XQ фиксируются в блоке 7, где используются для дальнейшей обработки. Выбор основания степени равным 2 позволяет совместить этап нормирования с уравновешиванием, так как для первого шага уравновешивания преобразуемое напряжение должно усиливаться в 2 ° раз и сравш1ваться с эталонным напряжением. Кроме того, при таком основании упрощается определение кода для первоначального напряжения..

Далее напряжение преобразуется по алгоритму поразрядного уравновешивания. Управляемой- величиной в тактах уравновешивания являдтся коэффициент усиления усилителя 3. Необходимый в данном такте уравновешивания i коэффициент усиления вычисляется в виде произведения в блоке 8 с помощью, регистра-сдвигателя 13 и сумматора 15. Через переключатель 11 полученный код коэффициента усиления передается на вход цифровых управляемь1х сопротивлений 17.или 18 в зависимости от выполняемого режима. Путем изменения сопротивления ЦУС 17 или 18 обеспечивается

нужный коэффициент усиления.

Напряжение на выходе усилителя 3 сравнивается в блоке 4 с эталонным напряжением Yp Сигнал результата сравнения Х. передается на вход управле1шя сумматора 15. К началу следу

ющего такта уравновешивания содержимое регистра-сдвигателя 14 и его уменьшенное в 2 раз значения суммируются или вычитаются в зависил ссш от результата сравнения .

Одновременно с кодом коэффициента усиления в регистре-сдвигателе 12 с помощью сумматора 14 формируется код преобразуемого напряжения. Вычисление кода выполняется суммированием (вычитанием в зависимости от результата сравнения) в каждом такте уравновешивания констант, поступающих на вход сумматора 14 из запоминающего устройства 9.

В конце цикла формирования кода по результатам сравнения на этапе нормирования

выполняется соответствующий сдвиг содержимого регистра-сдвигателя 12 для получения кода первоначального напряжения.

По сигналу с выхода распределителя сигналов 6 код преобразуемого напряжения передается из регистра-сдвигателя 12 в регистрирующее устройство 10.

При больших значениях коэффициента усиление нормирующего усилителя 2, которые имеют место при преобразовании малых величин напряжений Yy и Vy , не целесообразно выполнять все такты уравновешивания, так как из-за напряжения дрейфа усилителей, шумов и других источников погрешностей число правильно определенных разрядов кода уменьшается. Поэтому, для увеличения быстродействия в блоке 7 после этапа нормирования формируется число тактов уравновешивания. После выполнения нормирования и .т тактов уравновеишвания сигнал с выхода блока 7 передается на вход распределителя 6 сигналов, прекращая такты уравновешивания. Значительное уменьшение числа прецизионных операционных усилителей и компараторов при использовании несложных типовых дополнител ных элементов в переключателе и блоке умножения упрощает в целом схему устройства при сохранении функциональных возможностей. Формула изобретения Функциональный преобразователь напряжения в код, содержащий коммутатор, выход которого через два последовательно соеданенных усилителя соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соеданен с выходом источника эталонного напряжения,

а выход соединен с первыми входами первого усилителя,, запоминающего устройства и блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом распределителя сигналов, а выход соединен- с входом распределителя сигналов, вт(фой выход которого соединен с первым и вторым входами блока умножения и первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого соединен с первым выходом блока умножения, третий

вход которого соединен с первым выходом запоминающего устройства, второй выход которого соединен с входом коммутатора и вторым входом первого усилителя, о т л и .ч а ю. щ и и с я тем, что, с целью упрощения

схемы устройства, введен переключатель, причем выходы переключателя соединены со вторым и третьим входами второго усилителя, первый вход соединен с выходом распределителя сигналов, а второй вход соединен с вторым выходом блока умножения, четвертый и пятый входы которого соединены с выходом блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Австрии № 251319, кл. 42 т 6/10, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2165383, 1975 (прототап).