Уравновешивающая цень аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 315188 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 23.1 Х.1969 ( 1360933/18-24)с присоединением заявки-Приоритет МПК б 061 3/00 Н 031 т. 13/Комитет по долото изобретений и открытий при Совете Министров СССРДК 681.325(088.8) бликовано 21 1 Х,1971, Бюллетень28а опубликования описания 17,Х 1.1971 Автортзобрет В, Б, Реутов ститут кибернетики АН Украинской Саявитель РАВНОВЕШИВА 1 ОЩАЯ ЦЕПЬ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПР РАЗОВАТЕЛЯ ПОРАЗРЯДНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ БИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и цифровых вольтметрах.Известны аналого-цифровые преобразователи с использованием в уравновешивающей цепи транзисторных ключей и тиратронов с холодным катодом,В известных схемах подобного рода развертывающий регистр уравновешивающей цепи содержит распределитель импульсов и регистр формирования кода числа, причем развертывающий регистр жестко тактируется от специального генератора тактовых импульсов.Однако такие схемы тактируются жестко, поэтому период следования тактовых импульсов должен выбираться обязательно больше времени срабатывания самого медленного из используемых элементов, а так как время срабатывания обычно не замеряется для индивидуальных элементов, то период и длительность тактовых импульсов выбираются с большим запасом. Таким образом, принудительно тактируемые схемы обладают существенным резервом по быстродействию.С целью повышения быстродействия схем уравновешивающих цепей аналого-цифровых преобразователей поразрядного уравновешивания и их упрощения в предлагаемом устройстве, непосредственно (гальванически) соединены выходы тиратронов предыдущегоразряда с управляющими электродами тиратронов следующего разряда и аноды тиратронов подключены к управляющим входамтранзисторных перекидных ключей.При этом для формирования тактов кодирования используется естественная задержкамежду моментом подачи на тиратрон поджигающего потенциала и моментом зажигания10 тиратрона так, что включение (зажигание)одного из тиратронов следующего разрядапроисходит непосредственно от напряжения,возникающего на выходе предыдущего разряда, с задержкой, определяемой лишь свой 15 ствами тиратрона (инерционностью). Причемв зависимости от состояния нуль-органа зажигается лишь один из двух тиратронов вкаждом разряде,Предлагаемая уравновешивающая цепь20 аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания приведена на чертеже.Уравновешивающая цепь содержит в каждом разряде два тиратрона с холодным като 25 дом 1 и 2, катоды которых объединены и через резистор 3 подключены к шине отрицательного напряжения. Управляющие электроды тиратронов через резисторы 4 и б подключены к объединенным катодам тиратро 30 нов предыдущего разряда и через резисто45 50 55 60 65 Уравновешивающая цепь аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания, содержащая в каждом разряде транзисторный ключ, инвертор, два тиратрона с холодным катодом, резисторы, диоды, источники питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в каждом разряде катоды тиратронов соединены и через резистор подключены к шине одного источника питания, управляющие электроды через резисторы подключены к катодам тиратронов предыдущего разряда и через резисторы - к выходам нуль- органа аналого-цифрового преобразователя, анод одного тиратрона соединен со входом инвертора, а другого тиратрона через диод подключен ко входу ключа предыдущего разряда и через диод ко входу инвертора; вход ключа каждого разряда соединен через резистор с шиной другого источника питания. ры б и 7 к выходам шин нуль-органа, потенциалы на которых инверсны относительно друг друга, Лнод тиратрона 2 непосредственно, а анод тиратрона 1 через диод 8 подключены на вход транзисторного инвертора (резисторы 9 - 11, транзистор 12). Вход транзисторного перекидного ключа каждого разряда, состоящего из транзисторов 13 и 14 разной проводимости, соединен через резистор 15 с шиной положительного напряжения (+(1), через резистор 1 б с выходом инвертора и через диод 17 с анодом тиратрона 18 следующего разряда. На ключи подано опорное напряжение - Е, а выход каждого ключа подан на соответствующий резистор параллельного делителя напряжения.Работает схема следующим образом, В исходном состоянии все тиратроны не горят, транзисторы 12 инверторов заперты, при этом транзистор 14 ключа открыт, а транзистор 13 заперт (это обеспечивается соответствующим выбором величин сопротивлений 11, 15, 1 б и напряжения +У), Обозначим это состояние ключа 0, а противополояное состояние - 1.При зажигании любого из тиратронов (1 или 2) первого разряда, анодный ток замыкается через базовую цепь транзистора 12, и он открывается. При этом напряжение на выходе инвертора становится равным нулю, и ключ переходит в состояние 1 (отпираегся транзистор 13 и запирается транзистор 14).Нуль-орган сравнивает напряжение уравновешивающей цепи с измеряемым и выдает на шины 19 и 20 напряжения, соответствующие сигналу небаланса и инвертированные одно относительно другого, Эти напряжения управляют включением второго разряда.При зажигании одного из тиратронов первого разряда одновременно с пересечением первого ключа напряжение, образующееся на резисторе 3, подается на управляющие электроды тиратронов следующего (+1)-го разряда. При этом вследствие того, что тиратроны обладают задержкой между моментом подачи поджигающего напряжения и моментом зажигания (порядка нескольких сот микросекунд до единиц милисекунд), а транзисторные ключи и нуль-орган (например, по дифференциально-балансной схеме) срабатывают за единицы микросекунд, тиратрон (+1)-го разряда не успеет зажечься раньше, чем на выходе нуль-органа установится напряжение, соответствующее сигналу небаланса при включений -го разряда. После установки напряжения небаланса загорается в (+1)-ом разряде лишь тот тиратрон, управляющий электрод которого подключен к шине НО с более высоким напряжением,При недокомпенсации загорится тиратрон 21, а при перекомпенсации - тиратрон 18. Зажигание тиратрона 21 (+1)-го разряда приводит только к включению ключа (+1) -го разряда (отпирается транзистор 22 инверто 5 ю 15 20 25 Зо 35 40 ра), а при зажигании гиратрона 18 включается (+1)-й ключ через диод 23 и выключается -й ключ через диод 17, При этом -й ключ выключается в результатет того, что ток тиратрона 18 выбирают большим, чем ток, поступающий через резистор 15. Поскольку катоды тиратронов 1 и 2 каждого разряда объединены, последующие изменения напряяения на выходных шинах нуль-органа не могут вызвать зажигание негорящего тиратрона и состояние каждого разряда не меняется до окончания измерения и сброса.После переключений в (+1) -м разряде происходит очередное сравнение компенсирующего и измеряемого напряжений; в соответствии с сигналом небаланса происходит переключение (+2)-го разряда и т. д. до последнего разряда.Таким образом, каждый такт кодирования в схеме равен времени задержки между моментом подачи на вход тиратрона зажигающего потенциалы и моментом зажигания, а общее время измерения равно сумме этих времен. Поскольку при принудительном тактировании развертывающего регистра уравновешивающей цепи период следования тактовых импульсов должен быть обязательно больше самой большой задержки в зажигании тиратрона, очевидно, что предлагаемая схема более быстродейственна, а так как предлагаемая схема не содеряит тактового генератора, распределителя импульсов и тактирующий цепей, то она и более проста.В приведенной на чертеже схеме опорное, а следовательно, компенсирующее напряжение имеют отрицательную полярность. При заземлении не верхней, а нижней шины источника опорного напрякения получаем компенсирующее напряжение положительной полярности,Предмет изобретенияЗаказ 3088/15 Изд,1273 Тираж 473 Подписн ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова