Интегрирующий преобразователь тока в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Н 03 ЕТЕН юет то ндиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Мартяшин А.И. и др, Преобразователи электрических параметров для систем конт-.роля и измерения, 1976, с.58-60, рис.2-5.Авторское свидетельство СССР М 836794, кл. Н 03 М 1/60, 1979.(54) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В КОД(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразователя постоянного тока в разность временных интервалов и цифровой код. Цель изобретения - повышение точности. Преобразователь содержит источник 1 входного тока, интегратор 2 на конденсаторе, мостовой коммуИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразователя постоянный ток - разность временных интервалов - код.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.На фиг,1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит источник 1 входного тока, интегратор-конденсатор 2, мостоЫ 1741264 А 1 татар из четырех аналоговых ключей 3-6, источник 7 эталонного тока, источник 8 порогового напряжения, компаратор 9 с дифференциальными входами, тактовый генератор 10, триггер 11 и реверсивный счетчик 12. Предложенное устройство является биполярным преобразователем постоянного тока в разность временных интервалов с формированием развертывающего, пилообразного напряжения на выводах конденсатора.и получением цифрового кода на выходах реверсивного счетчика. Блок сравнения выполнен на одном компараторе с дифференциальными входами, подключенными не к выводам интегратора а к выводам диагонали мостового коммута тора для подключения источника эталонно го тока последовательно с источником порогового напряжения. Выход компаратора подключен к объединенным 1- и К-входам управляющего триггера, С-вход которого соединен с выходом тактового генератора. 2 ил. вой коммутатор из четырех аналоговых к чей 3-6, источник 7 эталонного тока, ис ник 8 порогового напряжения, компара 9 с дифференциальными входами, такта генератор 10, триггер 11 с К- и С-входам реверсивный счетчик 12.Совокупность элементов 3-7 образ формирователь биполярного эталонного ка, блок сравнения реализован на элем тах 8,9, а узел синхронизации - элементах 10,11,На фиг. 2 представлены временные аграммы работы устройства для полотельного входного тока вх=+4 т/3, где обозначены Ос - развертывающее пилообразное напряжение на выводах интегратора 2; Овх.кп - напряжение на неинвертирующем входе компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8; Овых.кп - импульсы на выходе компаратора 9; тт - импульсы на выходе тактового генератора 10; Отр - импульсы на прямом выходе триггера 11; ьт - импульсы на выходе формирователя биполярного эталонного тока.Преобразование биполярного входного тока источника 1 в разность временных интервалов на выходе триггера 11 и цифровой код М(т) на выходах реверсивного счетчика 12 основано на принципе сравнения интегралов от входного 1 вх и импульсов + зт эталонного токов, Элементы 1-11 предложенного устройства образуют следящую управляющую систему с замкнутой петлей обратной связи, в которой происходят авто- колебания с частотой, кратной тактовой частоте генератора 10. Заряд интегратора 2 происходит под действием тока, определяемого алгебраической суммой входного тока 1 вх источника 1 и - 1 зт формирователя биполярного эталонного тока, Частота автоколебаний пилообразного напряжения на выводах конденсатора 2 максимальная в середине диапазона входных токов+1 зт 1 вх 1 зт, т.е. в области малых входных токов, и мини-. мальна на краях диапазона входных токов. В пределе при (1 вх)=1 зт автоколебания отсутствуют. При нулевом входном токе на конденсаторе возникает пилообразное напряжение симметричной формы с равными временами заряда и разряда конденсатора биполярными токами формирователя. При этом разность временных интервалов на выходе триггера 11 равна нулю. При появлении входного тока нарушается симметрия пилообразного напряжения конденсатора в ту или другую сторону в зависимости от знака входного тока, Разность временных интервалов на выходе триггера определяется отношениемЛ Т=Т 1-Т 2=Т 1+Т 2)вх/1 зтВ предложенном устройстве ключи 3-6 мостового коммутатора дополнительно к функции формирователя биполярного эталонного тока выполняют функцию синхронного выпрямителя биполярного напряжения интегратора. Выходное напряжение синхронного выпрямителя (фиг,26) приложено к неинвертирующему входу компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8, При превышении напряжения на неинвертирующем входе компаратора Овх кп напряжения Опор источника 8 на вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ходе компаратора 9 возникают импульсы "1" (фиг.2 в), разрешающие переключение триггера 11 по приходу заднего фронта тактового импульса на его С-входе. Таким образом, элементы 8 и 9 выполняют функцию порогового устройства, являющегося общим как при формировании положительной части развертывающего пилообразного напряжения интегратора, так и при формировании отрицательной части биполярного напряжения интегратора. Предложенные признаки выполнения блока сравнения позволяют сформировать развертывающее пилообразное напряжение интегратора, являющегося симметричным около нуля, т.е, имеющим постоянную составляющую часть напряжения близким к нулю. Данное свойство необходимо для исключения влияния на точность преобразования сопротивления утечки интегратора и параллельно подключенных к нему элементов.В предложенном устройстве размах пилообразного напряжения интегратора определяется соотношениемОс мах=2(Опор-Окл),где Окл - падение напряжения на двух включенных ключах 3,6 или 4,5.При выполнении ключей 3-6 мостового коммутатора на К-МОП ключах, например микросхемах 590 КН 5, последнее выражение можно записать какОс мах =2( Опор 2 Ко 1 зт)где Во - сопротивление одного открытого ключа.Для получения симметричного около нуля пилообразного напряжения интегратора величину Опор источника 8 необходимо выбирать из условияОпор 2 Во 1 зт,Формула изобретения Интегрирующий преобразователь тока в код, содержащий источник входного тока, блок сравнения, формирователь биполярного эталонного тока, выполненный на мостовом коммутаторе и источнике эталонного тока, тактовый генератор, триггер, реверсивный счетчик и интегратор на конденсаторе, первый и второй выводы которого подключены к одноименным выходам источника входного тока, первый вывод - к первому выводу первой диагонали мостового коммутатора, вторая диагональ которого подключена к выходам источника эталонного тока, прямой выход триггера подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и первому управляющему входу мостового коммутатора,. тактовый вход реверсивного счетчика соединен с выходом тактового генератора, а выходы являются выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности преобразователя, в нем блок сравнения выполнен на источнике порогового напряжения и компараторе, первый вход которого непосредственно, а второй через источник порогового 5 напряжения подключены к соответствующим выходам источника эталонного тока, выход1-Гдх компаратора подключен к входам триггера, С-вход которого подключен к выходу тактового генератора, а инверсный выход подключен к второму управляющему входу мостового коммутатора, второй вывод первой диагонали которого соединен с вторым выводом конденсатора,