Устройство преобразования напряжения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаиьлйпнесиижРЕСПУБЛИК П 93 ПП) ЗД) Н 03 К 13/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Бахтиаров Г,Д. и др. Аналого-цифровые цреобразователи. М., еСоветское радиоц, 1980, с. 170- 171, рис. 77 а.2." Прянишников В.А, Интегриру" ющие цифровые вольтметры постоянного тока. Л., "Энергия", 1976, с. 25, рис. 1-9.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащееблок управления, первый счетчик,генератор импульсов и преобразовательнапряжения в частоту, первый вход которого соединен с .входной шиной,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости и сокращения времени преобразования, введены второй счетчик,компаратор. кодов, реверсивный счет-.чик и делитель частоты, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход старшего разряда через первый счетчик соединен с первым входом компаратора кодов, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выходы соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетным входом второго счетчика, первым входом блока управления, вход установки нуля соединен с входами установки нуля делитЕля частоты, первого и второго счетчиков и первым выходом блока управления, вход разрешения в счета соединен с входами разрешения счета делителя частоты, второго счетчика, с вторым входом преобразователя напряжения в частоту и с вторым выходом блока управления, выходыс входами установки коэффициента деления делителя частоты, а,второй .вход блока управления соединен с ши-ной "Сетье 1 иваМаей40 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах аналого-цифровогопреобразования.Известен частотно-импульсныйпреобразователь, в котором происходит формирование опорного временногоинтервала, равномерного времени преобразования, и,формирование кода втечение сформированного временногоинтервала 1. 10Недостатком указанного устройства является трудность синхронизациивремени преобразования с периодомпомехи при условии созранения постоянства показаний отсчета, так как 15одновременно с интервалом интегрирования необходимо изменять крутизнупреобразования напряжения в частоту, что ограничивает предел коэффициента подавления сетевых помех на 20уровне 30-40 дБ при колебании частоты сети,Известен цифровой вольтметр, со держащий, входное устройство, источник опорного напряжения, преобразователь напряжения в частоту,детектор нулевого уровня, блок управления, генератор счетных импульсов, ключи, счетчик, дешифратор,блок индикации и связи между ними 2). 0Недостатком известного устройстваявляется трудность синхронизации времени преобразования с периодом помехи, результатом чего является низкий коэффициент подавления сетевыхпомех, который при длительности35преобразования в 1 с и более находится на уровне 50 ДБ.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и сокращение времени преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее блок управления, первый счетчик, генератор импульсов и преобразователь напряжения в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной, введены второй счетчик,компаратор кодов, реверсивный счетчик и делитель частоты, счетный вход 50которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, авыход старшего разряда через первыйсчетчик соединен с первым входомкомпаратора кодов, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выходы соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходомгенератора импульсов, счетный входвторого счетчика, первым входом блокауправления, вход установки нуля соединен с входами установки нуля делителя частоты, первого и второго счетчиков и первым выходом блока управ ления, вход разрешения счета соединенс входами разрешения счета делителячастоты, второго счетчика, с вторымвходом преобразователя напряжения вчастоту и с вторым выходом блока управления, выходы - с входами установки коэффициента деления делителя частоты, а второй вход блока управлениясоединен с шиной "Сеть",На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит преобразователь 1 напряжения в частоту, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, первый счетчик 3,компаратор 4 кодов, второй счетчик5, реверсивный счетчик б, блок 7управления и генератор 8 импульсов,Первый вход преобразователя 1 напряжения в частоту соединен с входнойшиной, а выход - с счетным входом делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления.Выход старшего разряда ДЕлителячастоты с переменным коэффициентомделения соединен с счетным входомпервого счетчика 3, а входы установки коэффициента деления делителя 2частоты с переменным коэффициентомделения соединены с соответствующими входными цепями разрядов реверсивного счетчика б. Выходы разряДовпервого счетчика 3 соединены с соответствующими первыми входами разрядных цепей компаратора 4 кодов, авыходы разрядов второго счетчика 5соединены с вторыми входами разрядныхцепей компаратора кодов 4, Выходкомпаратора 4 кодов соединен с управляющими входами реверса реверсивного счетчика б. Счетные входы реверсивного счетчика б, второго счетчика 5 и первый вход блока 7 управления соединены с выходом генератора8 импульсов, второй вход блока 7управления, соединен с шиной сигналапомехи "Сеть". Входы установки "0"целителя 2 реверсивного счетчика б,первого 3 и второго 5 счетчиков подключены к первому выходу блока 7 управления. Второй вход преобразователя1 напряжения в частоту соединен с входами разрешения счета делителя 2,реверсивного счетчика б, второгосчетчика 5 и подключен к второмувыходу - шине 9 "Пуск-останов" блока7 управления.Входной сигнал Ос поступает навход преобразователя 1 напряжения вчастоту, на выходе которого формируется последовательность импульсов,следующая с частотой й . На выходевсего устройства формируется код Ис,пропорциональный входному сигналу Ь .,Устройство работает следующимобразом.В начальный момент времени при егсвключении в блоке 7 управлейия Фор1010722 Тираж .34 ВНИИПИ Заказ 2503/43 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мируется импульс установки "0". Приэтом устанавливаются в исходное состояние делитель 2, первый счетчик3, второй счптчик 5 и реверсивныйсчетчик б. Одновременно с импульсомустановки нуля формируется сигнал"Запрет-останов", подготавливающийвремязадающие цепи преобразователя1 напряжения в частоту к работе иблокирующий счетные входы делителя2 частоты с переменным коэффициентом 10деления, второго счетчика 5 и реверсивного счетчика 6. По команде "Начало преобразования" в блоке 7 управления кратковременно вырабатывается импульс установки нуля и сигнал "Запрет-останов", в момент перехода напряжения помехи через "Ноль" на втором выходе блока 7 управления: Формируется сигнал "Разрешение-пуск", снимающий блокировку с счетных входов делителя 2, второго. счетчика 5 и реверсивного счетчика б При этом на выходе преобразователя 1 напряжения в частоту формируется частота Й , пропорциональная вход-;. ному сигналуО . На выходе делителя 2 формируются импульсы, следующие с частотой преобразования Й =йсгде код Бс задаетсЯ РазРЯдБной сеткой реверсивного счетчика 6, который после обнуления начинает заполнять свою разрядную сетку импульаами эталонной частоты Г т, поступающими с выхода генератора 8 импульсов Одновременно начинает заполняться разрядная сетка первого счетчика 3 импульсами, следующими с частотой Г поступающими с выходаБделителя 2 частоты, изменяя на вы ходе первого счетчика 3 код в масш-. табе текущего времени по закону сс- Параллельно заполняются разряды второго счетчика 5 импульсами 45 эталонной частоты, поступающими с выхода генератора 8 импульсов. Прй этом код второго счетчика 5 меняется в масштабе текущего, времени по закону Кэти, С. 50Коды с выходом первого счетчика 3 и второго счетчика 5 сравниваются компаратором 4, который на своем выходе вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика бЙсПри - 1 ) Ез.п, с на выходе компаратора кода 4 формируется сигнал + (счет вперед ). При Й- эт" 60 на выходе компаратора кода 4 формируется сигнал - счет назад ).Таким образом, реверсивный счетчик б кодом своей разрядной, сеткиустанавливает коэффициент деленияделителя 2 частоты так, что на выходе первого 3 и второго 5 счетчиковФормируется равенство,с сэх тПо команде фКонец преобразованиямина втором выходе блока 7 управленияформируется сигнал "Останов" синхронно с концом периода помехи. Приэтом разрядной сеткой реверсивногосчетчика зафиксируется код Кс, пропорциональный входному сигналу Ос.С приходом очередной команды "Начало преобразования" цикл преобразования напряжения в код повторится.Разрядная сетка делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления определяется из условия максимального коэффициента деления, обеспечивающего нужную точность преобразования.базахс гпах=ЗТЛДиапазон преобразования устройства определяется максимальной дивиа-,цией частоты преобразователя 1 напряжения в частоту и разряднойсеткойреверсивного счетчика 6, задающегокоэффициент деления делителя 2 частоты.При входном сигнале Цсщ, = 0минимальная частота преобразованияравна й ,р = Гэи коэфФициент деления делителя 2 частоты равен 1что в прямом преобразованииОсКсВс соответствует частоте К%сщ 1 р эти При этом предлагаемое устройство исключает необходимость смещения частоты преобразователя 1 напряжения в частоту относительно истинного или условного ее нуля, так как это выполняется автоматически условием сп 11 р этл г,что эквивалентно неог.раниченно низкой начальной частоте преобразования,Верхняя граница диапазона преобразования определяется максимальной частотой: формирования импульсов преобразователя 1 напряжения в частоту Гс, нто в прямом преобразоМ.ванииц . Ес-ИС соответствует час-. тоте Ест= Кс Ых эти и определяется разрядной. сеткой реверсивного счетчика 6 и максимальным значением коэффициента деленияделителя частоты,