Устройство преобразования сигнала с датчика

Номер патента: 1651364

Авторы: Агафонов, Китаина, Колобаев, Крюков, Куликов, Шевяков

ZIP архив

Текст

союз советснихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН 09) (И) 3 К 7/06, Н 03 М 1/00 ГОсудАРстВенный нОмпО изОБРетениям и ОТКРПРИ П 4 НТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с 2 А с с,в сс в Й;с " с тВ. Гев 364027 ЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНА(57) Изобретение отой технике и можетв информационно-изм сится к импульс ыть использован ительных систенввЮ г н ввтсвсввмт свисвтвсъств(56) Авторское свидетельствГф 1383474, кл. Н 03 К 7/06,Н 03 М 1/00, 1986.Патент СИА Р 4кл, Н 03 М 1/00, 1982 мах. Цель изобретения - повышениебыстродействия при одновременномулучыении точности и помехоустойчивости. Для достижения цели в устройство, содержащее источник 1 эталонного сигнала, усилитель 2, коммутатор 3,элемент ИЛИ-НЕ 4, блок 7 управления,преобразователь 10 напряжение - час-тота, резисторы 11, 12, 18, источник13 опорного напряжения, блоки 14, 15формирования корректирующих кодовкрутизны и нуля, 1 ЯЛ 16, 17, элементы И 19, 22, 23, блок 26 допусковогоконтроля калибровки, генератор 27 импульсов опорной частоты, введены делитель 28 частоты, блок 30 вычитаниячастот, элемент И 31, резистор 32 иновые функциональные связи. Кроме то1651364 5обеспечивающих на выходе преобразователя 10 соответственно нулевую часто. - ту и частоту, равную эталонной частоте на первом выходе делителя 28.2 з.п. Ф-лы, 7 ил,10 Изобретение относится к импульсной 15 технике и может быть использовано в информационно"измерительных системах,Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном улучшении точности и помехоустойчивости, щПа фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг.2 - структурная схема блока формирования корректирующего кода крутизны; на фиг.З " структурная схема блока контроля калибровки; на фиг.4 - структурная схема блока управления; на фиг.5-7 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит источник 1 , эталонного сигнала, подкпюченный к входу усилителя 2 через коммутатор 3, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-ПЕ 4, шину 5 , "Автоматический режим", шину б сигнала контроля. Выход элемента ИЛИ-НЕ 435 подключен к первому и второму выходам блока 7 управления, первый вход которого связан с шиной 8 "Калибровка", а второй вход с шиной 9 Измерение" 40 Преобразователь 10 напряжение - частота подключен своим первым входом через первый резистор 11 к выходуусилителя 2, а вторым входом через второй резистор 12 к источнику 13 опорного напряжения. Устройство содержит также блоки 14 и 15 формирования корректирующего кода нуля и кру тизны, ЦАП 16 коррекции крутизны, ПАП 17 коррекции нуля, выход которого через третий резистор 18 подключен50 к первому входу преобразователя 10, выход которого связан с первым входом первого элемента И 19, подключенного вторым входом к первому выходу 5 блока 7, а выходом - к выходной шине 20, 55 второй и третий элементы И 21 и 22, подключенные первыми входами к выходу инвертора 23, вход которого подго, в устройстве особым образом выполнены бЛоки 1 5, 26 и 7. В устройстве перед началом работы выполняетсякалибровка нуля и крутизны. Для этогоблок 7 вырабатывает управляющие импульсы, Коммутатор 3 по очереди подает на преобразователь 10 нулевое напряжение и эталонное напряжение с ис" точника 1, При этом включаются соответственно блоки 14 и 15 и осуществляется установка на их выходах кодов,ключен к первому выходу 5 блока 7, вторыми входами соответственно к третьему и четвертому выходам блока 7, а выходами - к входам блоков 14 и 15 соответственно. Импульсный выход преобразователя 10 присоединен к третьему входу второго элемента И 22, а выход знака - к управляющему входу бло. - ка 14.Кроме того, устройство содержит входную шину 24, дополнительный коммутатор 25, блок 26 допускового контроля, выход которого соединен с шиной б и третьим входом блока 7, генератор 27 импульсов опорной частоты, выход которого соединен с входом делитсля 28 частоты, датчик 29, блок 30 вычитания частот, Первый, второй и третий входы блока 26 соединены соответственно с вторым выходом блока 30, пятым выходом блока 7 и вторым выходом делителя 28. Первый вход блока 30 подключен к импульсному выходу преобразователя 10, второй вход - к выходу четвертого элемента И 31, подключенного своим первым входом к первому выходу делителя 28, а вторым входом - к выходу элемента ИЛИ-НЕ 4; импульсный выход блока 30 подключен к третьему входу третьего элемента И 22, выход знака - к первому входу блока 15, а выход ЦАП 16 крутизны через четвертый резистор 32 связан с вторым входом преобразователя 10.Блок 15 содержит первый, второй и третий реверсивные счетчики 33-35 импульсов, выходы которых образуют вьг ход блока 15, объединенные входы направления счета и объединенные счетные входы образуют соответственно управляющий вход и вход, который соединен также со счетным входом счетчика 36 импульсов, выход переноса которого связан с С-входом первого 0-триггера 37 и с первым входом элементаИЛИ 38, связанного вторым входом синвертированным выходом первого Ртриггера 37, а выходом с С-входомвторого Р-триггера 39, при этом неинвертированные выходы первого и второго П-триггеров 37 и 39 связаны с управляющими входами соответственнопервого и второго коммутирующих элементов 40 и 41, а инвертированные вьгходы первого и второго Э-триггеров 37и 39 связаны с управляющими входамисоответственно третьего и четвертогокоммутирующих элементов 42 и 43; входпереноса второго реверсивного счетчика 34 связан через четвертый коммутирующий элемент 43 с шиной логическогонуля и через второй коммутирующийэлемент 41 с выходом переноса первогореверсивного счетчика 33, вход переноса которого присоединен к шине логического нуля; вход переноса третьего реверсивного счетчика 35 связанчерез третий коммутирующий элемент 42с шиной логического нуля и через перньп коммутирующий элемент 40 - с выходом переноса второго счетчика 34;вход сброса блока 15 образован объелиненными К-входом счетчика 36 -входами первого и второго Р-триггеров 37 и 39 и- входами первого, второго и тренего ренерсинных счетчиков 33-35. Блок 26 допускового контроля калибровки солержит триггер 44, .счетный вход которого подключен к выходу пер.вого элемента И 45, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока 26, второй элемент И 46, первый вход которого является третьим входом блока 26, второй вход соединен с вторым входом первого элемента И 45, а выход с счетным входом счетчика 47 импульсов, К - вход которого соединен с выходом третьего элемента И 48, первьд вход которого связан с неицвертированным выходом, а второй вход через первьп инвертор 49 . со счетным входом триггера 44, при этом выходы счетчика 47 через дешифратор 50 связаны с 8-входом второго триггера 51, С-вход которого через второй инвертор 52 связан с выходом третьего элемента И 48, Э-вход с ши- ной логического нуля, а неинвертированный выход - с П-входом третьего триггера 53, связанного С-входом с выходом третьего элемента И 48, а не 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 инвертированный выход является ныхо - дом блока 26.Блок 7 управления содержит первый триггер 54, Я-вход которого я вля ется первым входом блока 7, С-вход соединен с выходом коммутатора 55, первьй, второй и упранляющий входы которого являются соответственно вт орым, третьим и четвертым входами блока ,Я-нхол первого триггера 54 через формирователь 56 импульсов соединен сшестым выходом блока 7, В-вход с общей шиной, а иннертированньп выходявляется первым выходом блока управления и соединен с К-входом счетчика57 импульсов, соединенного счетнымвходом с выходом генератора 58 импульсов, причем выход млалшего разряда счетчика 57 соединен с С-входами второго и третьего триггеров 59 и 60,0-нход третьего триггера 60 соедненс выходом старшего разряда счетчика57 и с вторыми входами элемента И 61 и элемента ИЛИ-НЕ 62, первые входыкоторых связаны с неинвертиронаннымвыходом второго триггера 59, соединенного своим 0-входом с неинвертировацным выходом третьего триггера 60,и является вторым выходом блока 7 упранлепя, четвертым и пятым выходамикоторого являются соответственно ныхоль элемента И 61 и элемента ИЛИ-НЕ62, а также соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 63, выходкоторого является шестым выходом блока 7. Вместо отдельного генератора 58возможно испльзование общего генератора 27,Устройство работает следуюр образом,Вначале рассмотрим случай, когда допусковый контроль осуществляется оператором, при этом на шину 5 подается напряжение логического нуля. После включения электропитания на первый вход блока 7 через шину 8 подается импульс (фиг.5 а), переводящий устройство в рвким "Калибровка". В этом режиме на первом выходе блока 7 имеет место напряжение логического нуля (фиг.5 в), которое запирает по второму входу первьп элемент И 19, запрещая прохождение на выходную шину 20 импульсов преобразователя 10. Положительное напряжение с выхода инвертора 23, управляемого с первого выхода блока 7, открывает по и ер ном увходу второй элемент И 21, на второй вход которого поступает с третьего выхода блока 7 прямоугольное напряже-, ние (фиг.5 д).Напряжение с второго вь 1 хода блока 7 (фиг.5 г) через первый элемент ИЛИНЕ 4 поступает на управляющий вход коммутатора 3, который в соответствии с диаграммой (фиг.5 г) периодически подключает вход усилителя 2 либо к источнику 1, либо к выходу датчика 29, напряжение на котором в режиме "Калибровка" равно нулю.В случае, если входной сигнал при15 калибровке по условиям работы отличается от нуля, он может подаваться на вход устройства через шину 24. При этом вход усилителя 2 в процессе калибровки соединяется с нулевой шиной20 с помощью дополнительного коммутатора 25.Вначале при напряжении логической единицы на втором выходе блока 7 (фиг.5 г) происходит установка нуля измерительного тракта. При этом импульсы с выхода преобразователя 10 поступают на третий вход второго элемента И 21, который открыт по,первому входу сигналом с первого выхода блока30 7 .(Лиг.5 в), а по второму входу - сигналом логической единицы с третьего выхода блока 7 (фиг.5 д). Импульсы е выхода элемента И 21 поступают на вход блока 14. На управляющий вход последнего подается сигнал знака в соответствии со знаком ухода нуля. Глок 14 выполнен на основе реверсивного счетчика.При этом преобразователь 10 является двухполярным, т.е. может рабо 40 тать при знакопеременном входном напряжении. Выходной код блока 14, который изменяется с частотой импульсов преобразователя 10; преобразуется ЦАП 17 в постоянное напряжение и подается45 через третий резистор 18 на первый суммирующий вход преобразователя 10, компенсируя уход нуля измерительного тракта. В установиВшемся состоянии частота приближается к нулю. 50При напряжении логического нуля на втором выходе блока 7 происходит калибровка крутизны. При этом коммутатор 3 управляемый напряжением с вто55 рого выхода блока 7 через элемент ИПИ-НЕ 4, подключает источник 1 к входу усилителя 2, что приводит к изменению частоты на вьмоде преобразователя 10. Импульсный сиг нал с выхода преобразователя 10 постуггает на первый вход блока ЗО, на второй вход которого через четвертый элемент И 31 подается эталонная. частота с первого выхода делителя 28. Импульсный сигнал на выходе блока 30 имеет частоту, равную разности частот преобразователя 10 и эталонной частоты. Указанный импульсный сигнал поступает на третий вход третьего элемента И 22, который открыт по первому и второму входам сигналами логической единицы, поступающими с первого и четвертого выходов блока 7 (фиг. 5 в, е) .С выхода третьего элемента И 22 импульсы разностной частоты поступают на вход блока 15, выполненного на базе реверсивного счетчика, на вход на правления счета которого подается сигнал знака с выхода блока 30, Выходной сигнал блока 15 преобразуется в напряжение с помощью ЦАП 16 и подается через четвертый резистор 32 на второй вход преобразователя 10, являющийся входом управления крутизной преобразователя.Начальное значение крутизны преобразования задается источником 13 и резистором 12. При поступлении импульсов разностной частоты крутизна преобразования измерительного тракта подстраивается таким образом, чтобы разностная частота на выходе блока 30 вычитания частот равнялась нулю или частота на выходе преобразователя 1 О равнялась эталонной частоте.Когда напряжение на втором выходе блока 7 вновь принимает единичное значение (фиг.5 г), то опять начинается подстройка нуля. Далее процесс повторяется вплоть до перехода в режим "Измерение". Во избежание сбоев при калибровке, обусловленных переходными процессами переключения коммутатора 3, фазировка импульсов на третьем и четвертом выходах блока 7 управления (фиг.5 д,е) относительно напряжения управления коммутатором 3 (фиг.5 г) выполнена так, чтобы во время процесса коммутации эталонного источника 1 второй и третий элементы И 21 и 22 оказывались запертыми и корректирующие коды на выходах блоков 14 и 15 оставались неизменными. В первой фазе калибровки устанавливается нулевая выходная частота при нулевом входном сигнале, а во второй фазе при подклю 1651364 10ченном на вход источнике эталонного сигнала выходная частота подстраивается поп эталонную.Процесс калибровки заканчивается в момент подачи импульса на шину 9 (Ьиг.5 б) . При этом на первом выходе блока 7 появляется напряжение логической единицы, которое, открывая по второму входу первый элемент И 19, разрешает прохождение импульсов с выхода преобразователя 10 на выходную шину 20 и поступает через элемент И 3 П 1-НЕ 4 на управляющий вход коммутатора 3, в результате чего вход усилителя 2 подключается к выходу дат.чика 29, Возникающее на выходе инвертора 23 напряжение логического нуля запирает по первым входам второй и третий элементы И 21 и 22, в результате чего во время измерения импульсы на блоки 14 и 15 не поступают и значение корректирующих кодов остается неизменным, соответствующим полученным к концу калибровки нулю и крутизне измерительного тракта.Далее рассмотрим, как в устройстве решается задача получения высокой точности калибровки в сочетании с высоким.быстродействием. Установка нуля и крутизны производится попеременно, в то время, когда происходит коррекция нуля, корректирующий код крутизны остается неизменным, и наоборот. В установившемся режиме каждый импульс, поступающий на блок 14 или 15, вызывает изменение выходного кода на единицу в сторону увеличения или уменьшения в соответствии со значением сигнала знака. Такой режим точной автоподстройки позволяет отслеживать имеющий место на практике медленный уход параметров, влияющих на характеристику преобразователя, а также обеспечивает высокую помехоустойчивость при наличии в тракте преобразования высокочастотных помех (происходит осреднение помех). Однако в самом начале калибровки, когда нужно ликвидировать большие отклонения от номинала нуля и крутИзны, указанный .режим работы сопряжен с большими затратами времени, т.е. Не всегда имеет удовлетворительные показатели по быстродействию. Для обеспечения быстродействия . при коррекции нуля в устройстве применено известное техническое решение, заключающееся в том, что блок 14 фор 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мирования корректирующего кода нуля содержит реле частоты, которое при значении частоты вьппе определенного значения выдает сигнал, переводящий блок 14 в режим грубой настройки, при которой каждый входной импульс изменяет выходной код сразу на сравнительно большое заданное число. Это позволяет быстро ликвидировать большие отклонения кода от номинала. При сравнительно низкой частоте по сигналу с реле частот происходит переход в режим точной настройки нуля.Предлагаемое техническое решение, обеспечивающее ускоренную начальную автоподстройку нуля, в канале подстройки крутизны оказывается неприемлемым, так как в последнем случае требуется контролировать величину разностной частоты на выходе третьего элемента И 22. Так как разностная частота является неравномерной, то применение реле частоты могло бы привести к сбоям в работе устройства, поэтому в этом устройстве для ускоренной начальной подстройки крутизны использовано другое техническое решение (фиг.2), Блок 15 содержит реверсивные счетчики 33 - 35, счетчик 36, первьп и второй Л-триггеры 37 и 39, коммутирующие элементы 40-.43.Блок 15 работает следующим образом.Импульс, подаваемый на шину 8 в начале калибровки (фиг,5 а), с шестого выхода блока 7 поступает на блок 15 и устанавливает в нулевое состояние по к-входам счетчик Зб, первый и второй П-триггеры 37 и 39 и по Ч-входам в начальное состояние реверсивные счетчики 33-35 в соответствии с выбранным начальным значением выходного кода блока 15. Далее работа блока 15 определяется количеством импульсов, поступающих с выхода второго элемента И 22 на С-входы счетчика 36 и реверсивных счетчиков 33-35. Вначале, в течение первого полупериода калибровки, когда происходит коррекция нуля, импульсы на блок 15 не поступают, так как третий элемент И 22 заперт по второму входу. Во втором полупериоде калибр овки тр етий элемент И 22 открывается по второму входу и на блок 15 начинают поступать импульсы разностной частоты (фиг.ба),В исходном положении в соответствии с состоянием первого и второго0-триггеров 37 и 39 ключевые элементы 40 и 41 разомкнуты, а 42 и 43 замкнуты, поэтому входы переноса всех реверсивных счетчиков 33-35 оказываются соединенными с шиной логического нуля. При этом все три реверсивных счетчика 33-35 работают параллельно, считая каждый входноц импульс, производя либо суммирование, либо вычитание в соответствии с сигналом знака, поступающим с выхо-, да блока 30. На фиг. бе,ж,ипредставлены диаграммы напряжений на выходе младших разрядов соответственно счетчиков старших, средних и младших раз рядов. При указанном параллельном счете трех счетчиков происходит грубая настройка чувствительности. которая определяется наиболее весомыми .разрядами старшего счетчика. 20После того, как счетчик Зботсчитает 16 импульсов, на его выходе переноса появляется. отрицательный импульс (фигбб)который своим задним фронтом по С-входу устанавливает первый О триггер 37 в единичное состояние (Фиг.бв). При этом ключевые элементы 40 и 42 переходят в противоположное состояние, в результате чего вход :переноса третьего реверсивного счетчика 35 соединяется с выходом переноса второго реверсивного счетчика 34.В течение времени следования сле. дующих 16 импульсов осуществляется грубаянастройка второго приближения после чего на выходе переполнения счетчика 36 появляется второй отрицательный импульс (фиг.бб). Этот им пульс проходит на выход элемента ИЛИ 38 (фиг.бг), так как на его втором входе в это время имеет место напряжение логического нуля, поступающее с инвертированного выхода первого Э-триггера 37 (на Фиг.бв представлено напряжение на неинвертированном выходе первого В-триггера 37). Импульс с выхода элемента ИЛИ 38 поступает на С-вход второго Э-триггера 39 и вызывает его опрокидывание (фиг.бд)., В результате ключевой элемент 43 размыкается, а ключевой элемент 41 связывает выход переноса первого реверсивного счетчика 32. Далее все триреверсивных счетчика соединены после- . довательно и осуществляется точная настройка крутизны. Для изменения55 значения четырехразрядного кода каждого реверсивного счетчика при последовательном счете требуется не более 16 импульсов, с использованием вышеуказанных трех приближений затрачивается 48 импульсов, а для изменения 12-разрядного кода в режиме точной подстройки требуется 4095 импульсов. Таким образом, рассмотренное схемное исполнение блока 15 дает увеличение быстродействия почти на два порядка.Блок 26 допускового контроля калибровки работает следующим образом.На первый вход блока 26 подаются импульсы с выхода блока 30, причем в течение полупериода калибровки крутизны частота импульсов равна разности частот на выходе преобразователя 10 и эталонной. В течение полупериода установки нуля прохождение импульсов эталонной частоты на второй вход блока 30 запрещается путем подачи йа второй вход четвертого элемента И 31 напряжения логического нуля (фиг,5 г), поэтому на выходе блока 30 имеют место выходные импульсы преобразователя 10, частота которых характеризует уход нуля. Таким образом, на вход блока 26 подается импульсный сигнал, частота которого характеризует отклонение выходного параметра преобразователя от нормы. Этот сигнал ошибки поступает на первый вход элемента И 45 (фиг.3), на второй вход которого подается сигнал с пятого выхода блока 7 (фиг.5 ж), который запрещает прохождение импульсов во время коммутации источника 1.Последовательность отрицательных импульсов с выхода элемента И 45 (фиг.7 а) поступает на С-вход триггера 44, выходной сигнал которого (Фиг.7 в) поступает на первый вход элемента И 48, на второй вход которого поступают импульсы с выхода инвертора 49. На выходе элемента И 48 формируется импульсная последовательность с частотой вдвое меньше, чем на выходе элемента И 45. Такое деление частоты импульсов сделано для умень" шения неравномерности периода следования импульсов, вносимой блоком 30. Признаком соблюдения допуска калибровки является то, что период следования импульсов превышает заданное значение, этому признаку соответствует напряжение логической единицы на выходе триггера 53.Последовательность импульсов (Фиг.7 г) поступает на К-вход счетчика 47, устанавливая его выходной кодв нуль. В интервалах времени междуимпульсами счетчик 47 производит подсчет импульсов эталонной частоты, поступающих с второго выхода делителя28 При этом элемент И 46 осуществля 5ет запрет прохождения импульсов припереключении источника 1. В промежутке между импульсами значение кодасчетчика 47 возрастает (фиг.7 д). Если 10код достигает порогового значения ИН,, то на выходе дешифратора 50 появляется импульс (Фиг.7 е), поступающий наБ-вход триггера 51 и переводящийтриггер 51 в состояние логическойединицы (Фцг,7 ж), Следующий импульсчерез инвертор 52 поступает на С-входтриггера 51 и своим задним фронтомвозвращает его в исходное состояниеТриггер,53 в момент прихода переднегоФронта очередного импульса с выходаэлемента И 48 принимает состояниетриггера 51. Напряжение с выхода триггера 53 поступает ца шину 6. Наличиеединичного напряжения на шине б является признаком выполнения допусковых .норм и может использоваться оператором для определения момента выработкиимпульсного сигнала "Изменение", который поступает ца второй вход блока7 и далее через нормально замкнутыеконтакты коммутатора 55 ца С-входтриггера 54, переводя его в нулевоесостояние. В автоматическом режимена шину 5 подается единичное напряжение, Коммутатор 55 подключает С-входтриггера 54 к выходу блока 26 допускового контроля. Триггер 54 переходитв состояние "Измерение" по положительному фронту напряжения с выхода блока 26. При этом устройство не реагирует на сигналы, поступающие на шину9. Следует отметить, что требованияпо быстродействию к допусковому конт-.ролю в ряде случаев бывают ниже, чемк проведению самой калибровки, поэтому оказывается возможным ввести делитель разностной частоты.,Плок 7 управления (фиг.4) реализу. ет временные диаграммы (фиг.5) такимобразом, чтобы исключить влияние помех, возникающих при дребезге контактов коммутатора 3, на процесс калибровки.Для сравнительной оценки показателей предлагаемого устройства и известного прежде всего отметим, что рассматриваемое устройство разработанодля таких измерительных систем, где требуется интегральная оценка входного сигнала, когда необходимо применение преобразователя напряжение - частота.В известном устройстве для определения кодов коррекции и крутизны используется цифровое вычислительное устройство, которому в качестве исходных данных требуются в цифровом виде текущие показания аналого-дискретного преобразователя. Для того, чтобы получить достаточно точное значение частоты с выхода преобразователя напряжение - частота в цифровом коде требуется произвести обработку достаточно большого количества периодов следования импульсов, иными словами, требуется сравнительно большое время. При значительном дрейфе параметров преобразователя обновленце корректи-. руюппх кодов не будет успевать отслеживать дрейф, что приведет к потере точности после перехода в режим измерения.В предлагаемом устройстве в режиме точной калибровки обработка информации с выхода преобразователя 10 напряжение - частота происходит без всякой задержки. Так, в режиме установкц нуля очередной импульс с выхода преобразователя 10 сразу же поступает ца блок 14 Формирования корректирующего кода нуля, изменяя его выходной код на единицу, в результате ЦАП 17 нуля сразу же реализует необходимую коррекцию нуля.Точно так же в режиме калибровки крутизны отличие частоты преобразователя от эталонной беэ задержек приводит к появлению разностной частоты. Каждый импульс разностной частоты дает изменение корректирующего кода крутизны и через ЦАП 16 крутизны производит подстройку коэффициента чувствительности преобразователя. Возможность точной обработки информации в каждом такте в устройстве достигается сравнительно простыми средствами без применения цифрового вычислительного устройства, это повышает на-. дежность схемы. Повышенное быстродействие устройства позволяет более точно отслеживать и компенсировать дрейф нуля и коэффициент чувствительности измерительного такта. Кроме того, устройство обладает высокой помехоустойчивостью, так как корректирующие коды в конечном счете пропорциональны151651 числу импульсов с выхода преобразователя, которое пропорционально интегРалу от входного сигнала (это вытекает из принципа работы преобразователя напряжение - частота). А при интегриРовании, как известно, существенно уменьшается влияние высокочастотных помех.Таким образом, предлагаемое устройство обладает по сравнению с известным более высокими точностью, быстродействием и помехоустойчивос ыо. коРРектиРующего кода нуля и также содержащее блок допускового контролякалибровки, и генератор импульсовопорной частоты, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения точности при одновременном повьппениибыстродействия и помехоустойчивости,в него введены делитель частоты, четвертый элемент И, четвертый резистори блок вычитания частот, первый входкоторого подключен к импульсному выходу преобразователя напряжение -частота, второй вход к выходу четвертого элемента И, первый вход которого подключен к первому выходу делителя частоты, а второй вход к выходуэлемента ИЛИ-ПЕ, импульсный выходблока вычитания частот. подключен к 20 третьему входу элемента И, выход знака - к управляющему входу блока формирования корректирующего кода крутизны, выход цифроаналоговогореобразователя крутизны через четвертый 25 Резистор соединен с вторым входомпреобразователя напряжение - частота,причем вход делителя частоты соединенс выходом генератора импульсов опорной частоты, первый, второй и третьивходы блока допускового контроля калибровки соединены соответственно симпульсным выходом блока вычитаниячастот, с пятым выходом блока управления и вторым выходом делителя частоты, а выход - с третьим входомблока управления и шиной сигналаконтроля, вход сброса блока формирования корректирующего кода крутизнысоединен с шестым выходом блока управления, четвертый вход которого 40Ичсоединен с шинои Автоматическии режим", при этом блок формирования корректирующего кода крутизны содержитс первого по четвертый коммутирующиеэлементы и первый, второй и третий 45реверсивные счетчики импульсов, выходы которых образуют выход блокаформирования корректирующего кодакрутизны, объединенные входы направления счета и объединенные счетные 50входы образуют соответственно управляющий вход и вход, с которым соединен также счетный вход счетчика импульсов,1 выход переноса которого связан с С-входом первого 0-триггера ис первым входом элемента ИЛИ, связанного своим вторым входом с инвертированным выходом первого В-триггера, авыходом - с С-входом второго Э-тригФормула изобретения 1. Устройство преобразователя сигНала с датчика, содержащее источник Эталонного сигнала, подключенный к Входу усилителя через коммутатор, управляющий вход которого соединен с Выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого подключены к первому и второму выходам блока управления, первый вход которого соединен с шиной "Калибровка" а второй вход с шиной "Измерение", преобразователь напряжение - частота, первый вход которого через 1 тервый резистор подключен к выходу усилителя, а второй вход через второй 1 резистор - к источнику опорного напряжения, блок формирования корректирующего кода нуля и блок фоРмирования корректирующего кода крутизны, выходы которых соединены соответственно с входами цифроаналогового преобразователя коррекции крутизны и ЦАП коррекции нуля, выход которого через третий резистор подключен к первому входу йреобразователя напряжение - частота, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, а выход - к выходной шине, второй и гретий элементы И, первые входы которых подключены к первому выходу блока управления через инвертор, вторые входы - соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, а выходы - к входам соответственно блока формирования корректирующего кода нуля и блока формирования корректирующего кода .крутизны, причем импульсный выход преобразователя напряжение - частота присоединен к третьему входу второго элемента И, а выход знака - к управляющему входу блока формирования 364 16165 г.ра, ирц этом цеицвертир ова нные выходы первого и второго О-триггеров связаны с управляющими входамз 1 соответственно первого и второго коммутирующих элементов, а инвертированные выходы первого и второго П-триггеров связаны с управляющими входами соответствецно третьего и четвертого коммутирующих элементов; вход переноса второго реверсивного счетчика импульсов связан через четвертый коммутирующий элемент с шиной логического нуля и через второй коммутирующий элемент - с выходом переноса первого реверсивного счетчика импульсов, вход переноса которого присоединен к шине логического нуля, вход переноса третьего реверсивного счетчика импульсов связан через третий коммутирующий элемент с ипгцой логического нуля и через первый коммутирующий элемент с выходом переноса второго реверсивного счетчика импульсов, вход сброса блока образован объединенными К-входом счетчика импульсов, К-входами первого и второго Р-триггеров с Ч- входами первого, второго и третьего реверсивных счетчиков импульсов. 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок допускового контроля калибровки содержит первый триггер, счетный вход. которого подключен к выходу первого элемента И, первый и второй входы являются первым и вторым входами блока, второй элемент И, первый вход является третьим входом блока, второй вход соединен с вторым входом первого элемента И, а выход - со счетным входом счетчика импульсов, К-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с неинвертированным выходом, а второй вход через первый инвертор - со счет-, ным входом первого триггера, .выходи 1364 11счетчика импульсов через деппп 3 раторсвязаны с Я-входом второго триггера,С-вход которого через второй ицвертор связан с выходом третьего элемента И, 0-вход - с шиной логическогоцулл, а цеицвертированцый выход - с1)-входом третьего триггера, С-входкоторого соединен с выходом третьего 1 О элемента И, а неицвертцрованный выходявляется выходом блока допусковогоконтроля калибровки.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блокуправления содержит первый триггер,Б-вход которого является первым входом блока управления, С-вход соединенс выходом коммутатора, первый и второй управляющий входы которого явля ются соответственно вторым, третьими четвертым входами блока управления,Б-вход первого триггера соединен через Формирователь импульсов с шестымвыходом блока управления, П-вход - с 25 общей шиной, а инвертированный выходявляется первым выходом блока управления и соединен с К-входом счетчикаимпульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов,причем выход младшего разряда счетчика импульсов соединен с С-входамивторого и третьего триггеров, 0-входвторого триггера соединен с вьходомстаршего разряда счетчика импульсов 35и с первыми входами элементов И иИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с цеинвертированным выходом третьего триггера, 0-вход которого соединен с неинвертированным выходом 4 О второго триггера и является вторымвыходом блока управления, третьим ичетвертьм выходами которого являютсясоответственно выходы элементов И иИЛИ-НЕ, соединенные также с первьм 45 и вторым входами элемента ИЛИ, выходкоторого является шестым выходом блока управления.

Смотреть

Заявка

4703766, 09.06.1989

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1923

КОЛОБАЕВ ЛЕОНИД ПЕТРОВИЧ, КРЮКОВ ЛЕВ ВАСИЛЬЕВИЧ, АГАФОНОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ, КУЛИКОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, ШЕВЯКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ, КИТАИНА ИРИНА ГРИГОРЬЕВНА

МПК / Метки

МПК: H03K 7/06, H03M 1/00

Метки: датчика, преобразования, сигнала

Опубликовано: 23.05.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/12-1651364-ustrojjstvo-preobrazovaniya-signala-s-datchika.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство преобразования сигнала с датчика</a>

Похожие патенты