Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к автоматик и-может быть использовано в измерительных устройствах и системах автоматического управления. Известен аналого-цифровой преобразователь, построенный на принципе использования интегрирующей коммут,ативной схемы, содержащий кольцевой коммутатор, на одну диагональ которого подается входной сигнал, другая диагональ коммутатора соединена с интегратором, построенном на основе использования накопительных конденсаторов . В интеграторе формируется напряжение, подаваемое на преобразователь напряжения в код и на регистратор. Преобразователь питается переменным напряжением прямоуголь ной формы Г . Однако такой преобразователь может быть использован только для преобразования разбаланса индуктивностей, т.е. его функциональные возможности ограничены. цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей преобразователя, а именно обеспечение возможности измерения разности фаз дер при сохранении известных преимуществ интегрирующих коммутативных преобразователей перед другими видами преобразователей. Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобра- зователь, содержащий два активно-индуктивных плеча и последовательно соединенные с ними кольцевой коммутатор и интегратор, первый выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в код, выход которого соединен со входом регистратора, введены два ограничителя-формирователя, входы которых соответственно соединены с входными клеммами, и ключ, при этом выход первого ограничителя-формирователя соединен с входом первого активно-индуктивного плеча, управляющим входом ключа и BTOjxJM выходом интегратора, а выход второго ограничителя-фо1 ирователя соединен через ключ со вкодом второго активно-индуктивного плеча. На чертеже представлена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя для преобразования разности фаз Л ср . Преобразователь включает в себя огра нйчители-формирователи 1 и 2, ключ 3, подключенный рабочей цепью

К ограничителюгформирователю 1, два идентичных активно-индуктивных плеча 4 и 5, подключенных к одной диагонали кольцевого коммутатора 6, к другой диагонали кольцевого коммутатора подключен интегратор 7, соде ржащий два накопительных конденсатора, средняя точка между которыми соединена с ограничителем-формирователем 1, преобразователь напряжения в код 8 и регистратор 9.

Сигналы одинаковой частоты, но с разными фазами ср и (р2/100тупая в ограничители-формирователи 1 и 2, преобразуются в них в переменные напряжения U и U2 прямоугольной формы одинаковой амплитуды с теми -же фазами ср и ср2 или с той же разностью фаз (2. Напряжение U UoSrgn Sin {(jStfyj) используется для управления ключом 3, а также обеспечивает ток | по активно-индуктивной цепи 4. Напряжение Uj после ограничителя-формирователя 2 в интервалы времени, соответствующие открытому состоянию ключа 3, обеспечивает ток 12 по идентичной активно-индуктивной цепи 5.

Закон изменения тока i определяется напряжением U, моментами изменения полярности этого напряжения, параметрами активно-индуктивной цепи и напряжениями 1) и и , сформировавшимися к началу каждого периода на накопительных конденсаторах интегратора 7. Закон изменения тока ij определяется напряжением Ug моментами изменения полярности этого напряжения, параметрами активно-индуктивной цепи, состоянием ключа 3 и напряжениями и и u, сформировавшимися к началу каждого периода на накопительных конденсаторах инTerpaiTopa 7.

Изменение напряжения токов 1 и .и определяет моменты переключения ключей кольцевого коммутатора 6. Режим работы кольцевого коммутатора обеспечивает следующее: ток 1 положительного направления заряжает один из накопительных конденсаторов, а ток 2 отрицательного направления разряжает этот конденсатор, формируя напряжение V, ток i отрицательного направления разряжает другой накопительный конденсатор, а ток ii положительного направления заряжает его, формируя напряжение U . После каждого периода на накопительных конденсаторах появляется остаточное напряжение.

Переходный процесс в схеме длится до того момента, когда на каждом с из накопительныхконденсаторов интегратора 7 интегральное значение тока заряда и интегральное значение тока разряда за период станут равными. При этом на интеграторе 7 устанавлиQ вается напряжение U, которое однозначно определяется разностью фаз дер if у , подается затем на преобразователь напряжения в код 8 и регистратор 9,

Использование ограничителей-фор5 мирователей и ключа отличает прбдла- , гаемый аналого-цифровой преобразователь от известного, так как появляется новая функциональная возможность а именно возможность преобразования

0 разности фаз в код при сохранении известных преимуществ интегрирующих коммутативных преобразователей. Это позволяет при построении измерительных систем и систем автоматического

5 управления использовать однотипные блоки (кольцевой коммутатор, интегратор, преобразователь напряжения в код и регистратор) для преобразования как разбаланса индуктивностей,

Q так и разности фаз.

Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий два активно-индуктивных плеча и последовательно соединенные

с с ними кольцевой коммутатор и интегратор, первый выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в код, выход которого соединен со входом регистратора, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два ограничителя-формирователя, входы которых соответственно соединены с входными клеммами, и ключ, при этом выход первого ог5 раничителя-форимрователя соединен с входом первого активно-индуктивного плеча, управляющим входом ключа и BTOiHiiM выходом интегратора, а выход второго ограничителя-формирова0 теля соединен через ключ со входом второго активно-индуктивного плеча.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Измерительная техника, 1975,

f № 7, с. 37 (прототип).