Преобразователь "код-мощность Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к преобразовательной технике и автоматике и может быть использовано при построении цифровых систем управления технологическими процессами.

Известно устройство, содержащее преобразователь код-напряжение, генератор пилообразного напряжения, устройство сравнения, источник переменного напряжения и нагрузку 1.

Его недостатком является низкая точность.

Известно устройство, содержащее источник переменного напряжения, первый вывод которого через последовательно соединенные управляемый вентиль и нагрузку подключен к его второму выводу и к Общей шине, объединенные выводы источника переменного напряжения и управляемого вентиля через последовательно соединенные делитель напряжения, усилительограничитель и первый одновибратор подключены к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через последовательно соеди.-г ненные второй одновибратор и инвертор соединен с выходом усилителя- ограничителя, а выход подключен к установочному входу первого .счетчика, счетный вход которого под-. ключен к выходу генератора импуль- сов, а выходы разрядов подключены к-первым ВХОДИМ блока сравнения, вторые входы которого подключены к выходам младших разрядов регистра, входы которого подключены к входным шинам 2.

Его недостатком является низкая точность.

Цель изобретения - повышение точности .

Поставленная цель достигается тем, что в .устройство, содер чащее источник переменного напряжения, первый вывод которого через последовательно соединенные управляемый зентил.ь и нагрузку подключен к его второму выводу и к общей шине, объединенные выводы источника переменного напряжения и управляемого вен тиля через последовательно соединен ные делитель напряжения, усилительограничитель и первый одновибратор подключены к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и инвертор соединен с выходом усилителя-ограничителя, а выход подключен к установочному входу первого- счетчика, счетнь1Й вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выходы разрядов подключены к первым входам блока сравнения, вторые входы которого подключены к входным шинам, введен второй счетчик,вход которого подключен к выходу первого одновибратора и к первым входам первого и второго RS-триггеров, а выходы разрядов через цепи из последовательно соединенных формирова теля импульсов и ключа подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого В5-триггера, причем вто рой вход второго RS-триггера через последовательно соединенные формиро аатель и инвертор подключен к выход старшего разряда второго счетчика, выходы КЗ-триггеров подключены к первым входам первого,второго элеме тов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходу первог элемента ИЛИ и к выходу блока сравн НИЛ, а входы подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которо го подключен к управляющему входу управляемого вентиля, управляющие входы ключей соединены с выходами старших разрядов регистра. На фиг. 1 представлена схема уст ройства , на фиг. 2 - временные диа раммы , поясняющие его работу. Устройство содержит источник 1 п ременного напряжения, управляемый в тиль 2, нагрузку 3, делитель напр жения, усилитель-ограничитель 5, пе вый одновибратор 6, первый элемент ИЛИ -71 второй одновибратор 8, инвер тор 9, первый счетчик. 10, блок 1 1 сравнения , регистр 12, второй счет чик 13, первый RS-триггер , второй RS-триггер 15, формирователи 16,17,18 и 19 импульсов, ключи 20, 21 и 22, второй элемент ИЛИ 23, пер ВЫЙ элемент И 24, второй элемент И 25, третий элемент ИЛИ 26, инвертор 27, генератор 28 импульсов. Преобразователь работает следующим образом. С выхода источника 1 переменное напряжение поступает непосредственно на вход управляемого вентиля 2 и через делитель напряжения на вход усилителя-ограничителя 5. С выхода последнего снимается последовательность двуполярных прямоугольных им-, пульсов напряжения,причем моменты смены полярности выходного напряжения усилителя-ограничителя 5 совпадают с моментами перехода напряжения источника 1 через нуль. Одновибраторы 6 и 8 формируют сигналы на выходе при изменении полярности входного напряжения с отрицательной на положительную. Таким образом, на выходе первого одновибрато- . ра 6 сигналы появляются в моменты изменения полярности напряжения источника 1 с отрицательной на положительную, а на выходе логического элемента ИЛИ 7 - в моменты перехода этого напряжения через нуль. Импульсы с вы;Хода первого одновибратора 6 поступа:ют на счетный вход двоичного счет;чика 13. Триггер младшего разряда счетчика 13 переходит из нулевого состояния в единичное после прихода 2, 3,5.-.(2 -1)-го счетного импульса, где m - число разрядов двоичного счетчика .13. Триггер второго разряда переходит из нулевого состояния в единичное после прихода 2 ,6 ,1 О ... (2 -2 )-го .счетного импульса, триггер третьего разряда после прихода 4 ,1 2,20 . . . ( )-го счетного импульса и т.д. (временные диаграммы даны для случая ). Формирователи 16,17,18 и 19 импульсов формируют импульсы напряжения по переднему фронту входного напряжения. Таким образом, с выхода формирователя 16, подключеннного к выходу .младшего разряда счетчика 13, снимается.за один цикл работы 2 импуль6ов, с выхода формирователя 17 2 импульсов и т.д. Выходыформирователей 1б,17 и 18 импульсов подключены ко входам ключей 20,21 и 22, которые управляются двоичным позиционным кодом N , снимаемым с выходов дополнительных старших т--разрядов регистра памяти. Поскольку числа импульсов, снимаемых с вы53ходов формирователей импульсов, совпадают с весовым коэффициентом двоичного позиционного кода, общее число прошедших на входы элемента ИЛИ 23 импульсов равно NQ, (временные диаграммы даны для случая ). Каждый импульс с -выхода элемента ИЛИ 23 устанавливает в единичное состояние первый RS-триггер Ik, который возвращается в нулевое соетояние по окончании очередного периода напряжения источника 1 сигналом с выхода первого одновибратора 6, Сигнал с выхода первого R5триггера 1 разрешает прохождение сигналов с выхода логического элемента ИЛИ 7 на управляющий вход управляемого вентиля 2. По этим сигналам вентиль 2 открывается и на рузка 3 подключается к выходу истомника 1 переменного напряжения (закрывается вентиль 2 самопроизвольно после смены полярности напряжения ис точника 1 ). Потребляемая при этом от источника 1 энергия прямо пропорциональна коду N(.. Триггер старшего разряда двоичног счетчика 13 переходит из единичного состояния в нулевое после прихода 2 -го счетного импульса. При этом появляется сигнал на выходе формиро вателя 19 импульсов, по которому уст навливается в единичное состояние второй RS-триггер 15, разрешая тем самым прохождение сигналов на вход управляемого вентиля 2 с выхода- блока 11 сравнения кодов (триггер 15 возвращается в нулевое состояние оче редным импульсом с выхода одновибратора 6). Блок 11 сравнения кодов осу ществляет сравнение кода N, снимаемого с п младших разрядов регистра 1 памяти, и кода, соответствующего текущему состоянию счетчика 10. Двоич ный вычитающий счетчик 10 по сигнал с выхода логического элемента ИЛИ 7 устанавливается в состояние, соответствующее коду 2- 1 , где п - числ двоичных разрядов счетчика 10. На счетный вход счетичка 10 с выхода генератора 28 импульсов., поступают импyльcь с периодом Т|- |, где Т период напряжения источника 1. Можно показать, что длительность t интервала времени от момента появления сигнала на выходе блока 11 сравнения кодов до момента очередной смены полярности напряжения источника 1 определяется как . t -1 1.2-2 Таким образом, после прихода Z - го сртнпго импУльса на вхоп счетчика 13 нагрузка 3 подключается на время t, к выходу источника 1 дважды за период напряжения источника 1. Средняя за период источника 1 напряжения мощность, рассеиваемая в нагрузке 3, определится как . „ „п idn f l где V(,- амплитуда напряжения источника 1; R - сопротивление нагрузки 3; Ng преобразуемый позиционный двоичный код. При этом минимальная разрешающая способность определится как с;п ОП lR-ГЛп а приведенная погрешность нелинейностигп Ч Преобразователь код-мощность имеет высокую точность за счет уменьшения погрешности нелинейности и разрешающей способности в 2 раз по сравнению с прототипом. изобретения Преобразователь код-мощность, содержащий источник переменного напряжения, первый вывод которого через последовательно соединенные управляемый вентиль и нагрузку подключен к его второму выводу и к общей шинеу объединенные выводы источника переменного напряжения управляемого вентиля через последовательно соединенные делитель напряжения, усилительограничитель и первый одновибратор подключены к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и инвертор соеди нен с выходом усилителя-ограничителя, а выход подключен к установочному входу первого счетчика, счетный

вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выходы разрядов подключены к первым входам сравнения, вторые входы которого .подключены к выходам младших разрядов регистра, входы которого подключены к входным шинам, от-.. л и ча ющ и и с.я тем, что,.с целью повышения точности, в него введен второй счетчик, вход которого подключен к выходу первого одмовибратора и к первым входам первого и второго RS-триггеров, а выходы разрядов через цепи из гГоследовательно соединенных формирователя , импульсов и ключа подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого RS-триггера, причем второй .вход второго RS-триггера через последовательно соединенные формирователь и инвертор подключен к выходу старшего разряда второго счетчика, выходы RS-триггеров подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходу первого элемента ИЛИ и к выходу блока, сравнения, а входы подключены к

входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу управляемого вентиля, управляющие. входы ключей соединены с выходами старших разрядов регистра.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

.1. Патент CiilA № ЗЗВ+аЭ , кл. 323-18, 08.06.71. 2. Патент США ff ,

;кл. 323-19, 12.09.72.

В(з/1(. ucmo f i/ ff лере.