Преобразователь разности длительностей временных интервалов в амплитуду напряжения

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 И) 558397 Союз Советских Социалистических Республик374/2 9/08 пением заявкис присое(23) Приорит Гесударстве 11 ныЙ хеиетстСовета Мваестреа СССРпа дееаи изебретенв 11и ет 1;ратей(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗНОСТИ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В АМПЛИТУДУ НАПРЯЖЕНИЯ ме.Ъ На фигописываемопоказано дка 1 и 2, ополнен упрЗд РНРУ 10 Щпй) Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники.Известен преобразователь длительности временных интервалов (1), реализованный по одноканальному принципу, содержащип два параллельно включенных (в одном канале) генератора тока, один из которых регулируемый, Недостатком этого преобразователя является временная и температурная нестабильность,Известен преобразователь разности длительности временных интервалов в амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соединенный с блоком управления, компаратор и ключевые схемы, подключенные к блоку управления, два разнополярных генератора тока и накопительный конденсатор (2).Данный преобразователь обладает аддитивной и мультипликативной погрешностью, т. е. погрешностью нуля и чувствительности преобразования, обусловленной неидентичностью параметров двух контуров разнополярных генераторов тока и их температурным и временным дрейфом.Цель изобретения - повышение точности и стабильности работы по преобразованию разности длительности временных интервалов в амплитуду напряжения. Это достигается тем, что в предлагаемыйпреобразователь разности длительностей временных пнтсрвалов в амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соеди ненпыЙ с блоком управления коъ 1 паратор икл 101 евыс схемы, поДключенные к блоку управ; ения, два разнополярных генератора ток 2 и накопительный конденсатор, ВВОдятся 32 помпн 210 щее устройстВО, дополнительная 10 ключевая схема, два буферных каскада, резистор и синхронный детектор, при этом выход каждого разнополярного генератора тока подключен через соответствующие ключевые схемы к резистору и накопительному 15 конденсатору, резистор соединен с первымвходом компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, а выход - к запоминающему устройству, соединенному через первый оуферный каскад с одним из разно полярных генераторов тока, накопительныйконденсатор подключен через второй буферный каскад к синхронному детектору и непосредственно к дополнительной ключевой схеприведена структурная схемапреобразователя, на которой а разнополярных генератора тонн пз которых, например 1, вывляемым; накопительный (интегконденсатор 3; управляемые15 20 25 30 35 40 45 50 55 6065 электронные ключевые схемы 4, 5, 6, 7 и 8,подключенные к логическому блоку 9 управления режимами измерения; входной формирователь 10; резистор сравнения 11; ключевой компаратор напряжения (нуль-орган)12; считывающее запоминающее устройство13; буферный каскад (усилитель) 14; второйбуферный каскад (повторитель напряжения)15; синхронный детектор напряжения (считывающее устройство) 16.Работа преобразователя заключается вследующем, Входные сигналы в виде периодической последовательности модулированных по длительности двойных импульсовпосле формирования из них прямоугольныхимпульсов 17 (фиг. 2) нормированной (постоянной) амплитуды формирователем 10 поступают на вход логического блока 9, управляющего режимом работы преобразователя.Блок 9 включает ключевую схему 6 на время действия первого входного импульса длительностью 1 и подключает тем самым генератор тока 1 к накопительному конденсатору3; включает ключевую схему 7 на время действия второго импульса длительности Ь иподключает генератор тока 2 противоположной полярности к накопительному конденсатору; синхронно включает ключевые схемы 4и 5 и подключает одновременно два генератора тока 1 и 2 к резистору 11 в промежуткемежду импульсами 1 и 1 г.Блок управления 9 вырабатывает такжеимпульсы 18 считывания напряжения с накопительного конденсатора и импульсы 19 ееразряда с помощью ключевой схемы 8.Величина и полярность остаточного напряжения У, на накопительном конденсаторе,как это показано на эпюре 20, при последовательном подключении его к разнополярным генераторам тока 1 и 2 определяютсявеличиной и знаком разности длительности1 и 1 входных сигналов 17,При равенстве преобразуемых временныхинтервалов (1 = 1) остаточное напряжениена накопительном конденсаторе равно нулю(У,=О) лишь при условии равенства и стабильности токов (1 =1) двух разнополярных генераторов тока 1 и 2,Соблюдение указанного условия в широком температурном диапазоне и при изменении питающих напряжений является необходимым условием устранения аддитивной имультипликативной погрешностей преобразования, Для этого преобразователь содержитконтур автоматического следящего выравнивания и стабилизации токов двух разнополярных генераторов тока, включающего резистор сравнения 11, компаратор (нуль-орган) 12; считывающее запоминающее устройство 13, буферный каскад 14, подключенныйк управляющему входу генератора тока 1.Напряжение рассогласования на резисторе11 Л 1/=Р(У - 1 а) при 1 Ф 1 анализируетсяв каждом цикле преобразования с помощьюключевого компаратора (нуль-органа) 12,синхронно включаемого ключевыми схемами 4 и 5, блоком 9 в промежутки между преобразуемыми временными интервалами 1 и а его величина запоминается устройством 13 и после усиления и необходимого преобразования по уровню буферным каскадом 14 поступает на управляющий вход генератора тока 1, который изменяет величину своего тока под действием управляющего напряжения до величины, равной току противоположной полярности от генератора 2, чем выполняется условие Я = Я. Чувствительность устройства автоматического выравнивания токов равнополярных генераторов тока определяется величиной резистора 11 и чувствительностью компаратора (нуль-органа) напрякения 12,Напряжение с накопительного конденсатора 3, пропорциональное разности преобразуемых временных интервалов, через буферный каскад 15 (повторитель напряжения) поступает на вход считывающего устройства, выполненного, например, в виде интегратора или синхронного детектора 16,Формула изобретения Преобразователь разности длительностей временных интервалов в амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соединенный с блоком управления, компаратор и ключевые схемы, подключенные к блоку управления, два разнополярных генератора тока и накопительный конденсатор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и стабильности работы, он содержит запоминающее устройство, дополнительную ключевую схему, два буферных каскада, резистор и синхронный детектор, при этом выход каждого разнополярного генератора тока подключен через соответствующие ключевые схемы к резистору и накопительному конденсатору, резистор соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, а выход - к запоминающему устройству, соединенному через первый буферный каскад с одним из разнополярных генераторов тока, накопительный конденсатор подключен через второй буферный каскад к синхронному детектору и непосредственно к дополнительной ключевой схеме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР289510, М, Кл, Н ОЗК 13/02, 21.06.1969.2, А. А, Гаврилкин. Фотоэлектрический способ совмещения рисунков фотошаблона и полупроводниковой пластины, сб. Элек. тронная техника, сер, ХЧ, вып, 3/24), 1970, стр, 88 - 100 (прототип) .558397 Фиг. 7 С ос а итслв Д. ГолуОович Текрсл И, Семенов Шейнин Релактор 077пиастров1 ПодпасковСРивахтста Совстаи и открытаускан иао ииогрпфи, пр. Сапмиова, 2 саз 1155/1Ц -11 1 П ,Изд. Лв 437 Государственно.о коми по дслам изобрстс Л 35, Москва, Ж, Р