Преобразователь напряжения в код грея

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСтИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК П 9) ЗЮН 03 ЕТЕНИЯсф Щф ъа,фсот,рВРД р Н АВТО 18Крупеник,Поляковерно-Физически 26,оединен с шиной ала, при этом пе резистора каждо зования через до резистор соедине ого напряжения. реобразуемовый вывод о каскада олнительный с шиной го си перво преоб трети этало Об. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытийСПИСАНИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский инженинсти тут(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯВ КОД ГРЕЯ, содержащий последователно соединенные каскады преобразования, каждый иэ которых выполнен наоперационном усилителе,. инвертирующий вход которого подключен к первому выводу первого регистра и черезпоследовательно соединенные второйрезистор, а первый диод - к выходуукаэанного операционного усилителя,к входу цепи из последовательносоединенных второго и третьего дио. -дов и через третий резистор к базетранзистора, коллектор которого подключен к соответствующему разрядномувыходу и через четвертый резистор,соединен с шиной источника питания,01018233 а эмиттер - с общей шиной, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения статической. точности и упрощения преобразователя, в каждом каскаде преобразования выход цепи из последовательно соединенных второго и третьего диодов соединен с точкой соединения втврого резистора и первого диода, а средняя точка указанной цепи через дополнительно введенные в каждый каскад преобразования, кроме первого, первые диод и резистор подключена к неинверти" рующему входу операционного усилителя и через дополнительный второй резистор - к общей шине, йричем второй вывод первого резистора каждогокаскада преобразования, кроме первого,.через дополнительный второй диод соединен с выходом операционного усилителя предыдущего каскада преобразования, а второй вывод. первого: резистора первого каскада преобразо- фф вания с пСИзобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и можетбыть: использовано в телеметрическихи аналого-цифровых вычислительныхкомплексах.Известен преобразователь напряжения в код Грея, содержащий в каждомразряде два операционных усилителя,четыре диода и шесть прецизионныхрезисторов 1,1 3.Недостатком этого преобразователя 1является сложность конструкции.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь напряженияв код Грея, содержащий последовательно соединенные каскады преобразования, каждый .из которых выполненна операционном усилителе, инвертирующий вход которого подключен кпервому выводу реэистора и черезпоследовательно соединенные второйрезистор и первый диод - к выходууказанного операционного усилителя,к. входу; цепи из последовательно соединенных второго и третьего диодови через третий резистор к базе транзистора, коллектор которогс подключен к соответствующему разрядномувыходу и через четвертый резисторсоединен с шиной источника питания,а эмкттер . - с общей шиной 123,Недостатками известного преобра-,зователя являются сложность конструкции и низкая статическая точность,.обусловленная наличием двух операционных усилителей.Целью изобретения являются павышение статической точности и упроще"ние конструкции преобразователя.Указанная цель достигается тем,что в преобразователь напряжения вкод Грея, содержащий последовательно сОедИненные каскады преобразования, каждый иэ которых выполнен наоперационном усилителе, инвертирую"щйй вход которого подключен к первому выводу резистора и через последовательно .соединенные второй реэис"тор, а первый диод - к выходу указанного операционного усилителя, квходу цепи из последовательно соединенных второго и третьего диодови через третий резистор к базетранзистора, коллектор к торого подключен к соответствующему. Разрядному выходу й через четвертый резисторсоединен с шиной источника питания,а эмиттер - с общей шиной, в каждомКаскаде преобразования выход цепииэ последовательно соединенныхвторого и третьего диодовсоединенс точкой. соединения второго резисто-.ра и первого диода, а средняя точка 60укаэанной цепи через дополнительновведенные в каждый каскад нреобразования, кроме первого, первые диоди резистор подключена к неинвертирующему входу опеРационного усилите ля и через дополнительнай второйрезистор - к общей шине, причем второй вывод первого резистора каждого каскада преобразования, кроме первого, через дополнительный второй диод соединен с выходом операционного усилителя предыдущего каскада преобразования, а второй вывод первогорезистора первого каскада преобразо,вания соединен с шиной преобразуемо,го сигнала, при этом первый вывод первого резистора каждого каскадапреобразования через дополнительныйтретий резистор соединен с шиной зталонного напряжения.Введение дополнительных диодов позволяет получить для усилителей всех разрядов передаточную характеристику идеального диода и осуществить коммутацию выходного напряжения каждого разряда в зависимости от его знака.На фиг. 1 приведена общая схемапредлагаемого преобразователя (показаны первые два разряда); на Фиг, 2- диаграмма, иллюстрирующая работу четырехраэрядного преобразователя.Преобразователь содержит операционный усилитель 1, прецизионные резисторы 2 - 4, диоды 5 - 9, вспомогательные резисторы 10 и 11, транзистор 12, прецизионные резисторы 13 - 17, операционный усилител 18, диоды 19 - 21, вспомогательные резисторы 22 и 23, транзистор 24.Преобразователь работает следующим образом.На инвертнрующнй вход усилителя 1 через резисторы 2 и 3 подаются измеряемое отрицательное напряжениеи эталонное положительное напряжение, равное половине максимального значения измеряемого, При )( ъ Ядиоды 5 и 7 открыты, а диод 6 закрыт.Напряжение в точке А положительно и составляет - 2 (Бх + О )+ 2 Б, а в точке Б составляет - 2 (О+)+ + Цд Номинал вспомогательного резистора 11 выбирается таким, чтобы при положительном напряжении в точке А , большем или равном 20 транзистор 12 открывался, а напряжение в точке а . соответствовало уровню логического нуля, Напряжение на неинвертирующем входе усилителя 18 составляет -2 (О+ П ), а так как такое же напряжейие устанавливается и на инвертирующем входе, то диод 8 оказывается запертым, и усилитель 18 сравнивает два положительных напряжения Б , подаваемого на инвертирующий вход через резистор 14 и -2 Я+ Б ), подаваемое нанеинвертирующий вход через резистор 15. Теперь, если -2 (цх +2 С) эт, то диоды 20 и 21 открыты, диод 19 закрыт и в точке А 2 устанавливаетсяположительное напряжение, равноеЗаказ 3560/5 Подписное ВНИИП Тираж илиал ППП "Патент" ,Ужгород,ул,Проект3 10182ф2 (-.2 (Ох+ Оз ) - 0 +. 20, Транзис"( тор 24 открйт, в томке д 2 напряжение соответствует уровню логического нуля. В точке Б 02 =,2 ( -Я (О+Ор )Ов. ) +0,.в противном случае в точке А отрицательное напряжение составит -2. (О . +2 (М+ + 2(0 к +О )- 0трайзистор 24 закрыт и в точке аустанавливается Высокое напряжение, соответствующее уровню логической единицы. При (О 40 к0 . диоды 5 и 7 закрыты, диод 6 открыт, а в точке А устанавлива" ется отрицательное напряжение.-2(0, + + О) - Од. Тракзистор 12 закрыл, в .точке а., - высокое напряжение, со ответствующее уровню логической единицы, Тогда на инвертирующий .вход усилйтеля 18 через резистор 13 пода;ется отрицательное напряжение -2(0 +эт +О,), а через резистор 14 - положи-,Я тельное напряжение О Диод 9 за- . перт.; и неинвертирующий вход усили. - теля 18 через резистор 1 б соединяется с шиной нулевого потенциала. Далее, если -2(0 . + О;,)0 ., то 25 диод 19 закрыт, диоды 20 и 1 открыты, и напряжение. в точке А положительное и составляет -2 (-3(0 т+,О)+ + 0) + 20 в точке Б. -2(.-2(О+ + 0) + 0 .) + О, транз.истор 24 ЗО открыт,и йапряжейие в то.чке д соответствует уровню логического нуля. Если -2(Озт +ОхОэт то диод 19 открыт, диоды 20 й 21 Закраты, в точке А устанавливается отрицавельное напряжение -2(0 -2(О + Оз) - 0, транзистор 24 закрыт, и в точке Ь 2 напряжение соответствует,уров.- ню логической единицы.Таким образом, действителЬно введение диодов 8 и 9 позволяет получить для усилителей всех разрядов передаточную характеристику идеального дйьда 1 ф и осуществить коммутацию выходного напряжения каждого разряда в зависимости,от его знакаг отрицательное напряжение подается на инвертирукщий вход, а йодажительное - на неинвертирующий;вход увили теля следукщего разряда.По соавнению с прототипом исполь-. зование только одного операцконного усилителя в каждом разряде позволяет снизить статическую погрешность, обусловленную смещением нуля усилителей, уменьшить количество исполь" эуемых усилителей в два раза, эа счет чего упростить конструкцию, и, кроме того, .повысить быстродействие, которое пропорционально чисду после" довательно .соединенных операционных усилителей.