Преобразователь переменного напряжения в код

с лек и и м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1(71) Азербайджанский институт неи химии им.М.Азизбекова(56) Смолов В,Б, Универсальные этронные преобразователи информац1971, с.192-196, рис,111.6.Авторское свидетельство СССР9 1014138, кл, Н 03 М 1/46, 1981(57) Изобретение относится к инфмационно-измерительной технике жет быть использовано в цифровыхвольтметрах и регистраторах. Изобретение повышает надежность работы ирасширяет частотный диапазон. Этодостигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код,содержащий компаратор 2, цифроаналоговый преобразователь 4, формирователь 6 импульсов, триггерный регистр 5, регистр 10 сдвига на П"триггерах, введены два Р-триггера Зи 7,КБ-триггер 9, элемент И-НЕ 8, счетчик 11, переключатель 12 частотногорежима, инвертор 1 З,.а триггерныйрегистр 5 выполнен на В-триггерах.1 ил.35 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетбыть использовано в цифровых вольтметрах и регистраторах,5Цель изобретения - повышение на"дежности и расширение частотного диапазона.На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.10Устройство содержит входную шину 1,компаратор 2, Э-триггер 3, цифроаналоговый преобразователь (ПКП) 4,триггерный регистр 5 на Э-триггерах,формирователь 6 импульсов, 0-триггер 7,элемент И-НЕ 8, ВЗ-триггер 9, регистр 10 сдвига на Р-триггерах, счетчик 11 импульсов, переключатель 12частотного режима, инвертор 13 и шину 14 "Конец преббразования".20Устройство работает следующим образом.Поступающее измеряемое переменное напряжение формируется формирователем 6 в однополярные положительныеимпульсы с крутыми Фронтами, которыепоступают на С-вход В-триггера 3, устанавливая его в "0" по прямому выходу, который соединен с 0-входамиВ-триггеров триггерного регистра 5.Одновременно эти же импульсы черезпереключатель 12 и инвертор 13 посту 1пают на С-входы В-триггеров регистра 10, Однополярные (короткие)положительные импульсы с круглымиФронтами Формируются на выходе Формирователя 6 в моменты перехода через "0" накопительного полупериоданапряжения в отрицательный полупериод, чтобы можно было компенсирующее напряжение заблаговременно подать на компаратор 2, т.е, во времяотрицательного полупериода и до появления положительного полупериода переменного напряжения, который на 45участке возрастания используется вкачестве развертывающегося напряжения, сравниваемого компаратором 2с компенсирующим напряжением отЦАП 4. В связи с этим необходима высокая чувствительность формирователем 6 по входу, поэтому он содержитусилитель-ограничитель на входе иФормирователь короткого импульса навыходе.55Преобразование начинается с приходом сигнала Запуск",поступающего наС-вход В-триггера 7, который при этомустанавливается в "1", деблокируя элемент 8. Ближайший к моменту запуска положительный импульс с формирователя 6 преобразуется элементом 8 в короткий отрицательный импульс, который устанавливает по Я-входам 0-триггеры регистра 10 в единичное (исходное) состояние, 0-триггер старшего разряда регистра 5 - в "1", а остальные Р-триггеры - в "0". Одновременно импульс с выхода элемента 8 устанавливает Э- и КЯ-триггеры 7 и 9 в состояние "0". При этом 0-триггером 7 блокируется вход элемента 8 и прекращается действие импульса на его выходе, т,е, заканчивается запуск устройства и начинается преобразование.С выхода ЦАП 4 на компаратор 2 поступает напряжение Эв = О 2 где Э - напряжение, Соответствующее младшему разряду; И - разрядность преобразователя, при .котором на выходе компаратора образуется "1", не воздействующая на 0-триггер 3, кото- . рый остается в нулевом состоянии. Если амплитуда измеряемого (преобразуемого) напряжения превьппает уровень П , то на выходе компаратора вырабатывается 10", пв которому 0-триггер 3 перейдет в единичное состояние и запомнит "О" компаратора 2 на все остальное время такта, По окон" чании положительной полуволны входного сигнала на выходе инвертора 13 образуется положительный фронт импульса, по которому "0" с КБ-триггера 9 запишется в 0-триггер (М)-го старшего разряда регистра 10, который переключит триггер 9 в состояние "1". При этом в состояние "1" перейдет также второй (Б)-й Э-триггер регистра 5 и с него на С-вход первого (Б)-го 0-триггера поступит положительный фронт импульса, которым "1 п с выхода В-триггера 3 будет подтверждено единичное состояние Э-триггера старшего разряда регистра 5Если же амплитуда измеряемого напряжения меньше уровня П , то крмпаратор 2 выдаст "1" и 0-триггер 3 останется в "Оп. В момент поступления положительного фронта импульса на С-вход 0-триггера регистра 5 в него будет записан "0", т.е. этот Эгтриггер сбросится,С приходом следующего (второго) периода положительный импульс с формирователя 6 установит 0-триггер 35 15224опять в "Оц, а отрицательный фронтимпульса произведет сдвиг "О" в регистре 10 вправоНа выходе второго0-триггера регистра 10 возникнет "О",по которому третий (Н)-й Р-триггеррегистра 5 перейдет в "1", поступающую на ЦАП 4 и С-вход. второго(Ю)-го 0-триггера регистра 5, в который произойдет запись по Р-входусостояния Р-триггера 3 во втором периоде (такте) входного сигнала итак до тех пор, пока не будет опрошен 0-триггер младшего разряда регистра 5 с помощью последнего Р-триггерарегистра 10, который выдаст сигнал,."Конец преобразования".Таким образом, в триггерном регистре 5 по кажДому периоду входного сигнала вырабатывается код его амплитуды 2 Ов соответствии с состояниями компаратора 2 и триггера 3.Время преобразования й определяется разрядностью И и периодом следования Т измеряемого напряжения: 25е = ы т,йЧастотный диапазон преобразователя зависит в основном от быстродействия ключей ЦАП, время срабатываниякоторых составляет 1-2 мкс. Поэтомудля преобразования напряжения частотой выше 1 МГц устройство содержитсчетчик 11, который делит входнуючастоту импульсов, сформированных формирователем б и поступающих на синхровходы Р-триггеров через переключа 35тель 12 и инвертор 13, При этом допустимая частотапреобразуемого напряжения повышается до 10-16 МГц и определяется уже быстродействием компарато О.ра 2 и связанного с ним Р-триггера 3.Срабатывание компаратора несколькораз эа один такт сдвигающих импульсовне влияет на параметры преобразовате,ля, такие как точность и быстродействие. Без каких-либо, изменений преобразователь может измерять амплитуду импульсов,Формула из обретения Преобразователь переменного напряжения в код, содержащий компаратор, первый вход которого объединен с инверсным входом формирователя импульсов и является входной шиной, второй вход соединен с выходами цифроаналогового преобразователя, входы которого поразрядно соединены с соответст 04 6вующими выходами триггеров триггерного регистра и являются выходной шиной, регистр сдвига на Р-триггерах, С-входы которых объединены, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения частотного диапазона, в него введены два Р-триггера, КЯ-триггер, элемент И-НЕ, счетчик импульсов, переключатель частотного режима, инвертор, а: триггерный регистр выполнен на Р-триггерах, причем выход инвертора соединен с С-входом первого Р-триггера регистра сдвига, а вход - с выходом переключателя частотного режима, первые входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, второй вход переключателя частотного режима объединен с входом счетчика импульсов, первым входом элемента И-НЕ, С-входом первого Р-триггера и соединен с выходом. формирователя импульсов, Р-вход первого Р-триггера является шиной нулевого потенциала, Я-вход соединен с выходом компаратора, К-вход объединен с К-входом второго Р-триггера, Я-входом первого П-триггера триггерного регистра, К- входами остальных Р-триггеров триггерного регистра, Я-входами 0-триггеров регистра сдвига, инверсным К-входом КЯ-триггера и соединен с выходом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен, с выходом второго Р-триггера, С-вход которого является шиной запуска, П-вход - шиной логической единицы, выход КЯ-триггера соединен с 0-входом первого Р-триггера регистра сдвига, выход первого 0-триггера регистра сдвига соединен с Р-входом второго 0-триггера регистра сдвига, инверсным Я-входом КЯ-триггера и Я-входом второго 0-триггера триггерного регистра, выход каждого 1-го Р-триггера регистра сдвига,кроме первого Р-триггера, соединен с 0-входом (х+1)-го 0-триггера регистра сдвига и Я-входом (1.+1) -го 0-триггера триггер ного реги стр а, выход последнего 0-триггера регистра сдвига соединен с С-входом последнего 0-триггера триго герного регистра и является шиной "Конец преобразования", выход первого 0-триггера соединен с В-входами всех 0-триггеров триггерного регистра, С-вход х-го Р-триггера триггерного регистра соединен с выходом (+1)-го Р-триггера триггерного регистра,