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

54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - КОД

Изобретение относится к вычислитель ной технике и быть использовано в различных системах обработки первичной информации. Известен преобразователь напряжение код, содержащий генератор импульсов, выход которого через ключ соединен с последовательно соединенными триггерами, выходы которых соединены с входам преобразователя код - напряжение, выход которого через блок сравнения соединен с входом управляющего триггера, выход которого соединен с управлякшим входом ключа С13 . Известен также преобразователь напряжение - код, содержащий последовательно соединенные декадные преобразователи напряжения, цифровое отсчетное устройство Г2 . Недостатками известных устройств является низкое быстродействие. иелъ изобретения - повышение бысгродействия. Указанная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение - код, содержащ цифровой отсчетный блок, вход которого соединен с выходом блока обработки информации, последовательно соединенные декадные преобразователи напряжения введены компаратор, блок опреде- . ления конца измерения, блсж определения диапазона, блок сравнения, два злемен-. та И и два элемента ИЛИ, формирователь управляющих сигналов, формирователи yaxscx. я ширсжих импульссш, ри счетчика импульсов, счетчик шошсш, генератор tiM- пульсов и деши()фатор, причем вход компаратора соединен с первыми входами пер вого элемента И и блока определения конца измерения, а выход - с первыми входами форм1фователя управляющих сигналов и блока определения диапазона, первый выход которого через последователе но соединенные формирователь широких импульсов и первый элемент ИЛИ соеди ч нен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом декадно3938го преобразователя напряжения старшего , второй выход блока определения диапазона через последовательно соединенные второй элемент И, первый счетчик импульсов, блок сравнения и формирователь узких импульсов соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ и блока определения конца измерения, а выход формирователя управляющих сигналов со единен с вторым входом первого счетчика импульсов, при этом вход счетчика цик лов через последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, второй счетчик импульсов « дешифратор соединен с кодовыми входами декадных преобразователей напряжения, а выход - с входом блока обработки информации, цифровые входы которого соединены с выходами декадных преобразователей напряжения, импульсные входы которых соединены с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход блока сравнения через третий счетчик импульсов соединен с первым вхо дом второго счетчика импульсов и вторым выходом дешифратора, второй вход BTOpor счетчика импульсов соединен с выходом блока сравнения, второй вход формирователя управляющих сигналов - с выходом блока определения конца измерения, третий вх.од - с третьим выходом блока оп- ределения диапазона, а выход генератора импульсов - с вторым входом второго элемента И, На фиг. 1 приведена структурная элект рическая схема устройства ; на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие принщт работы устройства. Устройспзо содержит компаратор 1, , блок 2 определения диапазона, формирователь 3 управляющих сигналов, блок 4 определения конца измерения, декадные преобразователи 5 - 7 напряжения блока 8 обработки информации, цифровой от. счетный блок 9, счетчик 1О циклов, элементы ИЛИ 11 и 12, формирователь 13 узких импульсов, дешифратор 14, счетчтш 15 - 17 импуяьсов, блок 18 сравнения, элементы И 19 и 2О, генератор 21 импульсов, формирователь 22 широких импульсов, который включает в себя элемент И 23, второй вход которого соединей с генератором 24 импульсов, а выход соединен с расширителем 25 импульса определенной длительности. Формирователь 3 соединен с нулевыми входами функциональных узлов преобразователя, имеющих элементы памяти и с вы ходом блока 4. 7 На фиг. 2 представлена временная диаграмма, содержащая напряжение 26 на входе устройства, напряжение 27 на выходе компаратора 1, напряжение 28 на входе формирователя 3, напряжение 29 на выходе блока 2, напряжение ЗО на выходе блока 4, напряжение 31 на входе счетчика 15, напряжение 32 на входе элемента И 20, напряжение 33 на выходе формирователя 22, напряжение 34 на втором выходе формирователя 3. Резулъ тат вычисления считывается цифровым отсчетным устройством 9. Кодирование входного напряжения (измерение мгновенного значения входного сигнала) производится следующим образом. Измеряемое напряжение поступает на вход компаратора 1 через элемент И 19. на последовательно соединенные дека/хные преобразователи 5 - 7. В компараторе I после дифференцирования входного сигнала выделяется последовательность импульсов, соответствующая моментам перехода через ноль входного напряжения. По этой последовательности импульсов в блоке 2 в цикле подготовки преобразователя напряжение - код к измерению определяется частота входного сигнала. Дальнейшая работа устройства зависит от частоты входного сигнала. Если кодируются сигналы, лежащие в области нижних частот, с выхода блока 2 выдается разрешающий потенциал на элемент И 23 в первый полупериод входного напряжения в цикле измерения (фиг. 2 а). Через нее начинают проходить сигналы генератора 24 частоты , которые после достижения определетюй длительности в расширителе 25 поступают с его выхода для запуска декадных преобразователей 5 - 7, а через элемент ИЛИ 11 для строб1фования входного сигнала. Так как время преобразования декадных преобразователей 5-7, л Т меньше длительности широкого строб-импульса, то за время его действия измеряется мгновенное значение входного сигнала. Количество измерений мгновенных значений входного сигнала за его полупериод при постоянстве частоть генератора 24 зависит от частоты входного сигнала. В связи с этим в блоке 8, где производят ся функциональные преобразования, необ- ходимые для вычисления действующего значения напряжения, вводится количество измерений мгновенных значений входного сигнала, проведенных за его полупериод. Подсчет количества измерений .производится с по(1ощъю счетчика 1О, на который через элемент ИЛИ 12 поступают сигналы фор ирсивателя 22. При работе в области верхних частот, в связи с тем, что декадные преобразователи 5 - 7 не успевают закодировать мгновенное значение входного сигнала за время действия узкого строб-импульса кодирование производится поэтапно, В первый период входного напряжения кодируется первый разряд этого напряжения, во второй период - второй разряд входного напряжения и т. д. Выбор режима работы (поэтапное кодирование) при работе в области верхних частот осуществляется блоком 2, с выхода которого выдается разрешающий потенциал на элемен И 2О, а с другого выхода - сигнал, изменяющий работу формирователя 3 в цикл измерения. Последовательность узких строб-им пульсов при поэтапном кодировании мгновенного значения входного сигнала, посту пающая через элемент ИЛИ 11с формирователя 13, вырабатывается следующим образом. С выхода формирователя 3 в каждый период входного сигнала в момент его перехода через ноль в первый полупериод на нулевой вход счетчика 15 поступают - сигналы обнуления. При равенстве кодов в счетчике 15, на который через элемец-т И 2О поступают счетные импульсы генератора 21, и в счетчике 17 срабатывает блок 18. Сигналы блока 18 поступают через формирователь 13 и элемент ИЛИ 11 для стробирования входного сигнала в элементе И 19 и на счетный вход счё чика 16. Количество срабатъюаний блока 18 при измерении одного мгновенного значения напряжения равно числу десятичных разрядов кода устройства. При поступлении первого импульса с блока 18 (первый период входного сигнала) счетчик 16 через дешифратор 14 управляет кодиро ванием первого разряда входного сигнала. При поступлении второго с oKia 18 (второй перИоц входного сигнала) на счетчик 16 дешифратор 14 включает еле дующий декадный преобразователь 6 и т. д., П -и сигнал блока 18 включает последний декадный преобразователь 7. На этом кодирование первого мгновенного значения входного сигнала заканчивается. Переход на кодирование последующего (i + 1 мгновенного значения входного сигнала осуществляется в результате того, что дешифратор 14 после поступления в счетчкк 16 импульсов, соответствующих количеству декад, обнуляет счетчик 16, а в счетчик 17 добавляет единицу. Поэтому блок 18 срабатывает в момент 4.+ 1 относительно начала периода входного сигнала. Окончание кодирования мгновенных значений входного сигнала при работе в области верхних ч тот происходит после срабатътания блока 4, который выдает сигнал на окончание измерительного процесса на вход формирователя 3. Он срабатывает при поступлении на него первого сигнала блока 18 во второй полупериод измеряемого сигнала (отрицател1 ная полуволна). Формула изобретения Преобразователь напряжение - код, содержащий цифровой отсчетный блок, вход которого соединен с выходом блока обработки информации, последовательно соединенные декадные преобразователи напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия введены компаратор, блок определения конца измерения, блок определения диапазона, блок сравнения, два элемента И, два элемента ИЛИ, формирователь управляющих сигналов, формирователи узких и Ш1ФОКИХ импульсов, три счетчика импульсов, счетчик циклов, генератор импульсов и дешифратор, причем вход ком- пар атора соединен с первыми входами пер- вотО элемента И и блока определения кон- да измерения, а выход - с первыми входами формирователя управляющих сигналов и блока определения диапазона, первый выход которого через последовательно соединенные формирователь широких импульсов и первый элемент ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом декадного преобразователя напряжения старшего разряда, второй выход блока определения диапазона через последовательно соединенные второй элемент И, первый счетчик импульсов, блок сравнения и форм рователь узких импульсов соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ и блока определения конт измерения, а выход фс)рмирователя управлякших сигналов соединен с вторым входов первого счетчика импульсов, при этом вход счетчика циклов через последовательно соед ненные второй элемент ИЛИ, второй сче-рчик импульсов и дешифратор соединён с

кoдoвы и входами декадных преобразователей напряжения, а выход - с входом блока обработки информации, пифровые входы которого соединены с выходакш декадных преобразователей напряжения, 5 1 Л1упъсные входы которяых соединены с вторыми входами первого и второго эле ментов ИЛИ, второй вход блока сравнения через третий счетчик импульсов соединен с первым входом второго счетчика нмпулЫО сс« и вторым выходом дешифратора, второй вход второго счетчика импульсов соединён с выходом блока сравнения, второй вход формирователя управляющих сигналовс выходом блока определения коноа иэмеренкя, третий вход - с третьим выходом блока определения диапазона, а выход генератора импульсов - с вторым входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4J

5::

ii IM X Чо «to 4j

J J

, «4J

15 155