Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/18 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретенре относится к импульсной технике и может быть использовано в измерителях величины сдвижения горных пород, в точном маимностроении и других областях техники.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник света, выход которого через вращающееся зеркало и кодовую маску оптически соединен со входами фотоэлементов, выходы которых через фотоэлементы соединены со входом счетчика 1. .- Недос5татком устройства является низкое быстродействие .

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержаицЛ измерительный автогенератор, эталонный генератор, выход которого соединен с первьм входом первого вентиля, выходы вентилей через счетчики соединены со входама вычислителей 2.

НедосГтатком устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Ука.аанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий четьфе вентиля, первый вход первого из которьвс соединен с выходом эталонного генератора, а выходы -через соответствующие счетчики соединены со входами вычислителя, измерительный автогенератор, введены коммутатор, два формирователя интервала времени, два элемента И, дополнительный эталонный генератор, причем выход 1 §ммутатора через измерительный автогенератор соединен с первыми входами эле10ментов И, второй вход первого мента И соединен с выходом эталонного генератора и с импульсным входом первого вентиля, а выход - со входом первого формирователя интервала вреММеии и с имшульсиым входом второго вентияя,потенциальный вход которого соединен с потенциальным входом первого вентиля и с выходом первого фо1я«ирователя интервала времени,

20 второй вход второго элемента И соединен с выходом дополнительного эталонного генератора и с IHMпуяьсным входом третьего вентиля, а вьвсод - со входом второго форми25рователя интервала времени и с импульсным входом четвертого вентиля, потенциональный вход которого соединен с потенциональным входом третьего вентиля и с выходом второго фЬрмйр6ва еля интервала времени, уп30равляющие входы первого и третьего счетчиков соединены с управляющими входами соответственно первого и второго формирователей интервала времени, в управляющий выход вычислителя соединен с управляющим входом коммутатора. На чертеже приведена электрическая схема устройства. Устройство содержит коммутатор 1 эталонный генератор 2, измерительный автогенератор 3, эталонный гене ратор 4, элементы И 5 и 6 формирова тели 7 и 8 интервала времени, венти ли 9 - 12, счетчики 13 - 16 и вычис литель 17. К первому и второму инфо мационным входам ко чмутатора 1 присоединены датчики соответственно измеряемого перемещения и калибровочного перемещения. На первый управляющий вход коммутатора 1 подает ся сигнал Пуск. В начальный момент времени венти 9-12 закрыты, счетчики 13-16 установлены в нуль. К управляющему входу измерительного автогенератора 3 через коммута тор 1 могут подключаться датчики калибровочного или измеряемого пере мещения. Датчики ; идентичные, приче зависимость периода Т измерительног автогенератора 3 имеет вид Т RF Е , (1) где R - коэффициент пропорциональности , F - любая функция, имеющая обратную ей функцию РЧ . По сигналу Пуск к измеритель ному входу измерительного автогенератора 3 подключается датчик калибровочного перемещения fk . Сигналы от измерительного автоге нератора 3 и от эталонного генерато ра 2 начинают поступать на входы элемента И 5, В моменты времени, ко да импульсы сравниваемых сигналов совпадают друг с другом во времени, на выходе элемента И 5 формируются импульсы совпадения, представляющие собой огибающую группу совпадающих импульсов. Формирователь 7 интервала по первому импульсу совпадения открывает вентили 9 и 10, Счетчик 13 подсчитывает число импульсов N поступивших в него через вентиль 9 от эталонного генератора 2, а счетчик 14 подсчитывает число импул сов Pf ,прошедших через вентиль 10 от элемента И 5. В момент времени, когда содержимое счетчика 13 превы/ сит наперед заданное число fJo с наго на формирователь 7 интервала подается сигнал, разрешающий по одному из лоследу1ш|их импульсов совпа дения закЕЯЛТЬ вентили 9 и 10. После закрывания вентилей 9 и 1 в счетчике 13 записан цифровой код N, - количество -периодов эталонного генератора 2, а в счетчике 14 - количество р совпадений, между которыми подсчитано число N . Аналогично работает канал, состоящий из измерительного автогенератора 3, эталонного генератора 4, элемента и 6, формирователя 8, вентилей 11 и 12, счетчиков 15 и 16. В момент закрывания вентилей 11 и 12, в счетчиках 15 и 16 записаны соотвественно цифровые коды N число импульсов эталонного генератора 4 и р - количество импульсов совпадения, выработанных элементами, между которыми подсчитано число N . После закрывания последней из пар вентилей 9и10, 11и12 вычислитель 17 расчитывает величину А по формуле -. v--- и, NI - р NJ и запоминает ее. Затем вычислитель 17 подает на второй управляющий вход коммутатора 1 сигнал, по которому коммутатор 1 подключает к управляющему входу измерительного автогенератора 3 датчик измеряемого перемещения 1х ..Счетчики 13 - 16 устанавливаются в нуль. Весь процесс измерения велиадн N и р повторяется.I В момент закрывания вентилей-9 и 10, 11 и 12 в счетчиках 13 - 16 записаны соответственно цифровые коды N г Rf / «2 После закрывания последней из пар вентилей|9 и 10,11 и 12 вычислитель 17 расчитьшает величину В по формуле NI Na р, - til - Ра N и запоминает ее. По окончании вычисления величины В производится расчет измеряемого перемещения I по формуле 1х - IK- F-Ч-Х) (4). Повышение быстродействия обеспечивается применением более высокочастотного автогенератора, так как непосредственный подсчет числа импульсов автогенератора не производится. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий четыре вентиля, первый вход первого из которых соединен с выходом эталонного генератора, а выходы через соответствующие счетчики соединены со входами вычислителя, измерительный автогенератор, о т л и чаюадийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены коммутатор, два форфшрователя интервала времени, два элемента И, дополнительный эталонный генератор, причем вьисод коммутатора через измерительный автогенератор соединен с первыми входами элементов И, второй вход пег вого элемента И соединен с вьосодом . эталонного генератора и с импульсным входом первого вентиля, а выход со входом первого формирователя интер вала времени и с импульсным входом второго вентиля, потенциальный вход которого соединен с потенциальным входом первого вентиля и с выходом первого формирователя интервала врем ни, второй вход второго элемента И соединен с выходом дополнительного талонного генератора и с импульсным входом третьего вентиля, а выход со входом второго формирователя интервсша времени и с импульсным входом четвертого вентиля, потенциальный вход которог/э соединен с потенциаль1/f :

/7 ным входом третьего вентиля и с выходом первого формирователя интервала времени, управляющие выходы первого и третьего счетчиков соединены с управляюиш1-1и входами соответственно первого и второго Формирователей интервала времени, а управляющий выход вычислителя соединен с управляющим входом коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шляндин В.М. Цифровые электроизмерительные приборы, М., Энергия , 1972, с. 21, .. -,п торское свидетельство СССР 383207, кл. Н 03 К 13/18, 1973 (прототип).