Преобразователь напряжения в код Советский патент 1981 года по МПК H03K13/17 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

I

Изобретение относится к аналогоцифровым преобразователям и может Ъыть использовано в связи.-, вычисли.тельйЪй и измерительной технике,а таже 8 автоматизированных системах управления технологическими процессами и системахавтоматизации научных исследований.;.

Известны поразрядные преобразователи напряжения в код, содержащие устройство сравнения, преобразователь кода в напряжение, регистр с устройством вьщачи кода, регистр сдвига единицы, генератор импульсов и триггер управления со схемой совпадения .

. Недостатком таких преобразователе является завьпиенное время преобразования, обуслволенное тем, что в начале нового преобразования-не учитывается предьщущее значение «шслового эквивалента входного сигнала.

Известен преобразователь напряжения в код, содержаний устройство ,

сузвнения, первый вход которого соединен со входной шиной, а второй с выходом преобразователя кода в напряжение, разрядные входы которого подключены к разрядным входам устройства определения разряда, к входу блока управления и устройства выдачи кода, первый выход устройства сравнения подключен к первому входу блока управление и первому управляющему входу устройства определения разряда, второй управляющий вХод которого соединен со вторым выходом устройства сравнения, генератор им:пульсов, выход которого через элемент совпадения соединен со вторым .входом блока управления, управляю щий вхсзд элемента совпадения подключен к.единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с шиной Запуск и со входом опроса .устройства определения разряда, а нулевой вход - с выходом Конец преобразойания блока управления ИНедостатками известного преобразователя являются большая погрешность преобразования, обусловленная тем, что при одном и том же значении входного сигнала,в зависимости от предыдущего состояния, преобразователь может вьщать коды, отличающиеся на единицу младшего разряда; большое время преобразования, обусловленное необходимостью учитывания времени возможных переносов в сумматоре. Цель изобретения - уменьшение погрешности и времени преобразования. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь напряжения в . код, содержащий устройство сравнения первый вход которого соединен со вход ной шиной, а второй - с выходом преобразователя кода в напряжение, разрядные входы которого подключены к разрядным входам устройства определения разряда, к входу блока управления и устройства вьщачи кода, первый выход устройства сравнения подключен к первому входу блока управления и пер-вому управляющему входу устройства определения разряда, второй управляющий вход которого соединен со вторым выходом устройства сравнения, генератор импульсов, выход которого через элемент совпадения соединен со вторым входом блока управления, управляющий вход элемента совпадения подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с шиной Запуск и со входом опроса устройства. определения разряда, а нулевой вход с выходом Конец преобразования блока управления введены группа элементов ИЛИ и регистр, единичные входы триггеров соответствукщих -разрядов которого подключены к разрядньш выходам устройства определения разряда и к первым входам группы элементов ИЛИ, второй вход кгшдого из которых соединен с выходом предыдущег элемента ИЛИ и нулевым входом соответствующего триггера регистра, кроме триггера старшего разряда, разрядные выходы регистра соединены с соответствующими разрядными входами преобразователя кода в напряжение, разрядные входы - с соответствующими вы- ходами блока управле1шя. На фиг. 1 представлена функцион.альная схема преобразователя напряж ния в код; на фиг, 2 - один из возможных вариантов реализации блока 3 .4 управления преобразователя; на фиг. 3 - один из возможных вариантов реализации устройства определения разряда. Предлагаемый преобразователь напряжения в код (фиг. 1) содержит устройство сравнения, на один из входов которого подается измеряемое напряжение ДРУГОЙ вход устройства 1 сравнения соединен с выходом преобразователя 2 кода в напряжение вырабатывающего образцовое напряжения U ,пропорциональное коду, содержащемуся в.регистре 3, выполненном, например, на триггерах 4, Выходы устройства 1 сравнения соединены с управляющими входами устройства 5 определения разряда и первым управляющим входом блока 6 управления. Разрядные выходы регистра 3 соединены с разрядными входами преобразователя 1 кода в напряжение, с устройством 7вьщачи кода, с разрядными входами устройства 5 определения разряда и с разрядными входами блока 6 управления. Разрядные входы регистра 3 соединены с разрядными выходдами блока 6. Кроме того, разрядные выходы устройства 5 определения разряда соединены с единичными входами триггеров соответствующих разрядов регистра 3 и с соответствующими входами элементов ИЛИ 6, выходы которых соединены с нулевыми входами триггеров соответствующих более младших разрядов регистра 3 и вторыми входами соседних элементов ИШ. 8состав преобразователя входит генератор 9 импульсов, выход которого соединен с одним из входов элемента 10 совпадения, другой вход которого соединен с единичным выходом триггера П, единичный вход которого соединен с входной шиной Запуск и со входом опроса устройства 5, а нулевой - с выходом конца преобразования блока 6. Выход элемента 10 совпадения соединен со вторым управляющим входом блока 6. Блок 6 управления может быть реализован на элементах И (фиг.2). Устройство 5 определения разряда может быть реализовано на элементах И и ИЛИ (фиг,3). На вход О подается сигнал при определении разряда, содержащего старший О, а на вход I - при определении разряда,содержащего старшую 1. В зависимости, от кода на разрядных входах устройства на одном из его выходов появляется сигнал, свидетельствующий о том что в данном разряде находится старший О или старшая 1,. Сущность предлагаемого за ключается в установке в начале каждого цикла преобразования проверочной единицы в найденный сомнительный разряд кода предыдущего значакия сигнала, гашении всех более младших разрядов регистра и определе нии остальных разрядов кода, соотВ€|тствукяцего новому значению входного сигнала классическим пордзрядным методом При этом под сомнитель ным разрядом понимается разряд, содержащий старший О если U р УИЗМ или старшую 1, если UQgp и Устройство работает следующим образом. Перед .началом очередного цикла преобразовашя в регистре 3 хранится код, соответствующий напряжению, измеренному в предыдущем «икле. Этом коду соответствует образцовое капряжение ЫОБР вырабатываемое преобразователем 2 кода в напряжение и подаваемое на вход устройства 1 сра.в нения. Очередной .цикл преобразования начинается с подачи на вход устрой|Ства 1 сравнения измеряемого напря жения и измУс1Ройство 1 сравнения вы рабатывает клллсигнал( сигналUoep Uy,j,Устройство 5 опреде ления разряда определз;1ет номер разря да регистра, содержащего старший OеслиЧоер . и у,зАЛ , или старшую 1, если и после поступления сигнала Запуск ввдает сигнал на со ответствующем выходе Этот сигнал ус танавливает в найденном разряде реги стра 3 проверочную единицу и проходя через элементы ИЛИ 8, сбрасьтает в все более младшие разряды регистра 3. Кроме того, сигналом Запуск ; триггер устанавливается в 1 и открьшает элемент 10 совпадения для прохождения импульсов герератора 9, которые поступают на блок 6 управления и производят классическое поразрядное преобразование. Сигнал кон ца поразрядного преобразования устанавливаеФ тригге1р 11 в О, ив. ЦВМ, работающей с преобразователем, вьщается сигнал Готовность. Из ЦВМ поступает сигнал Вьщача, которым код, содержащийся в регистре 3 и соответствующий измеренному напряжению, с помощью устройства 7 выдачи кода выдается в ЦВМ.. . Поясним работу преобразователя следующим примером. . Пусть код соответствующий Оизм I IM 110011. Код в регистре, оставшийся после, предьвдущего цикла преобразования - 1111110001, т. е.. U Тогда найдём старший О, находящийся в четвертом справа разряде, поставим туда проверочную единицу, погасим все более младшие р.азряды (l I И П ЮОО) и начнем новый цикл классического поразрядного преобразования с проверки проверочной единицы четвертого справа ;разряда. Благодаря тому, что в преобразователе производится установка проверочной единицы в разряд, найденный устройством 5, и гашение всех более младших разрядов кода, появляется возможность замены сумматора регис1 ом, что в свою очередь позволяет .использовать блок управления без регистра сдвига. Всё это в целом позволяет значительно упростить устройство. Так как в преобразователе производится установка проверочной единицы в одном разрядЁ и возможен сброс в О соседнего более-старшего разряда, то Не надо тратить время на различные переносы, что в свою очередь приводит . к сокращению времени преобразования, в зависимости от разрядности преобра-. зователя, на 10-30%. Преобразователь при. одном и том же входном сигнале вьщает одни и те . же коды независимо от предыдущего значения кода, что в свою очередь приводит к уменьшению погрешности преобразования в два раза . ормула и 3 обре тения Преобразователь напряжения в код, содержащий устройство сравнения, первый вход которого соединен со входной шиной, а второй - с выходом преобразователя кода в напряжение,, разрядные входы которого подключена к разрядным входам устройства определения разряда, к входу блока управления и устройства выдачи кода, первый выход устройства сравне1шя подключен к первому входу блока управления и первому управляющему входу , устройства определения разряда, второй управляющий вход которого соединен со вторым выхрдсм устройства сравнения, генератор импульсов, выход которого через элемент совпадения соединен со вторым входом блока управления, управляющий вход элемента совпадения подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с шиной Запуск и со входом опроса устройства определения разрядаi а нулевой вход - с выходом Конец преобразования блока управле ния, отличающийся тем, что.с целью уменьшения погрешности и времени преобразования, в него вве дены группа элементов ИЛИ и регистр, единичные входы триггеров соответствующих разрядов которого подключены ВУЮЩИХ ,Jo 1чи«х х 1 к разрядным выходам устройства опреФи1.1 8

Запуск Готовность 3 деления разряда и .к первым входам группы элементов ИЛИ, второй вход 4сажцого из которых соединен с выходом предвдущего элемента ШШ и нулевым входом соответствующего триггера регистраJ кроме триггера старшего разруща, разрядные выходы регистра соединены с соответствунлцими разрядными входами преобразователя кода в напряжение, разрядные входы с соответствующими выходами блоки управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 451190, кл. Н 03 К 13/17, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2473981/21, кл. Н 03 К 13/17, 21.03.78.

К старилеилу разрыву регистра 3

К младшему разряду регистра

Л