Многоканальный преобразователь напряжения в код

Союз Соеетских Социалистических Республик(23) Приорите (43) Опублико сударстееннын комитет СССР о делам изобретений н открытий(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ НАПРЯЖЕНИЯ В КОДИзобретение относится к электроизмерительной технике и может найти применение в качестве прецизионного средства сбора и представления в цифровой форме большого объема измерительной информации в виде 5 электрического напряжения, поступающей по многим входным каналам.Известен многоканальный преобразователь напряжения в код, содержащий коммутатор, схему сравнения, грубый преобразо ватель напряжения в код (ПНК), реверсивный счетчик, преобразователь кода в напряжение (ПКН), схему управления, в котором опрос каждого канала осуществляется за два такта. В первом такте резуль тат грубого цифрового измерения входного сигнала вводится в реверсивный счетчик, управляющий напряжением ПКН. Во втором такте измерения с помощью схемы сравнения и схемы управления, воздейству ющей на реверсивный счетчик, отрабатывается до нуля разница между входным сигналом и сигналом обратной связи ПКН 1. Такая организация измерительного процесса дает определенный выигрыш в быстро действии по сравненшо с методами уравновешивания, в которых отработка входного сигнала начинается с нуля, так как процесс уравновешивания начинается с результата измерения в предыдущем такте, который 30 Однако ис бого анало ухудшает бь ва, так как алгоритма т рений, где Указанное в времени, не (п+1) изме трактов гру разования и 71) Заявитель Азербайджанский и отличается от истинного результата на величину погрешности ПНК. Однако при этом результирующая погрешность измерения определяется не только погрешностью ПКН, который можно сделать достаточно точным, но также и точностью схемы сравнения, что в основном и снижает эффективность такого устройства.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, реализующее итерационные методы автоматической коррекции погрешностей и содержащее тракт грубого преобразования, состоящий из последовательно соединенного двухпозиционного переключателя, преобразователя напряжения в код, ключа и реверсивного счетчика, преобразователь кода в напряжение и блок управления 21,пользование одного тракта груго-цифрового преобразования стродействие такого устройстдля реализации итерационного ребуется осуществить 2 п измеп - число входных каналов, ремя может быть снижено до обходимого для осуществления рения, путем увеличения числа бого аналого-цифрового преобо числу входных каналов. Этоприводит к значительному усложнению технической реализации такого устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставлснная цель достигается тем, что в преобразователс, содержащем первьй переключатель, один вход которого соединен с выходом преобразователя кода в напряжение, а выход через первый преобразователь напряжения в код сосдинен с сигнальным входом ключа, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика, выход которого соединен с шиной выходного кода, блок управления, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первых переключателя, ключа и реверсивного счетчика, дополнительно введены коммутатор, вторые переключатель, преобразователь напряжения в код, ключ и реверспвный счетчик, а также блок логических ключей, выход которого соединен с входом преобразователя кода в напряжение, а первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, причем выход второго реверсивного счстчика соединен также с шиной выходного кода, а его вход соединен с выходом второго ключа, сигнальный вход которого через второй преобразователь напряжения в код соединен с выходом второго переключателя, один вход которого соединен с выходом преобразователя кода в напряжение. Другие входы первого и второго переключателей соединены с выходом коммутатора, и сигнальных входов которого подключены к шинам входного сигнала, а,управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, первый, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами вторых переключателя, ключа и реверсивного счетчика и блока логических ключей.На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого .многоканального преобразователя напряжения в код.Преобразователь содержит коммутатор 1, и сигнальных входов которого соединены с соответствующими шинами входных сигналов, а выход которого соеднен с первым входом переключателя 2 и вторым входом переключателя 3, выходы каждого из которых соответственно через первый преобразователь 4 напряжения в код 4 и второй преобразователь 5 напряжения в код соединены с сигнальными входами первого ключа б и второго ключа 7, выходы которых также соответственно соединены с входами первого реверсивного счетчика 8 и второго реверсивного счетчика 9, выходы которых соединены с шинами выходного кода и входами блока 10 логических ключей, выход которого через преобразователь 11 кода в5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05 напряжение соединен с вторым входом первого ключа 2 и первым входом второго ключа 3, блок управления 12, выходы с первого по ссдьмой которого соединены соответственно с управляющими входами переключателей 2 и 3, ключа 6, реверсивного счетчика 8, коммутатора 1, ключа 7, реверсивного счетчика 9 и блока 10 логических ключей,Преобразователь работаст следующим образом, Псрвоначально блок 12 управления устанавливаст в нулевое состояние реверснвные счетчики 8 и 9, а также преобразователь 11; двухпознционные переключатели 2 и 3 устанавливаются в положение, подключающее шину 1 к входу преобразователей 4 и 5, Коммутатор 1 подключает псрвый входной сигнал по входу устройства. Это напряжение в преобразователе 4 преобразуется в код, который по мере образования через ключ б поступает в реверсивный счетчик 8, установленный в режим сложения, минуя триггер младшего разряда. Таким образом составленный цифровой эквивалент в двоичном реверсивном счетчике 8 сдвигается на один разряд и тем самым оказывается пропорциональным удвоенному значению входного сигнала. Этот код с счетчика 8 снимается также без учета младшего разряда и оказывается пропорциональным значению входного сигнала без удвоения. Указанный код через блок 10 логических ключей поступает на преобразователь 11, набирая на его выходе соответствуюгцсе напряжение.Затем переключатели 2 и 3 устанавливаются в положение, подключающее шину 2 к входам преобразователя 4 и 5, счетчик 8 устанавливается в режим вычитания, а счстчик 9 - в режим сложения. Таким образом, на вход преобразователя 4 поступает напряжение с выхода преобразователя 7, а вход преобразователя 5 оказывается подключенным к выходу коммутатора 1. Последний подключает второй входной сигнал к входу устройства, Далее цикл измерения по тракту, включающему блоки 3, 5, 7 и 9, осуществляется аналогично описанному выше, а код из преобразователя 4 поступает на реверсивный счетчик 8 последовательно через триггер младшего разряда. При этом из цифрового эквивалента, хранящегося в счетчике 8, вычитается цифровой эквивалент, пропорциональный величине корректирующего напряжения преобразователя 11. Таким образом корректируется результат цифрового измерения первого входного сигнала.В следующем цикле счетчик 8 устанавливается в нуль, и по первому тракту аналого-цифрового преобразователя, включающему блоки 2, 4, 6 и 8, измеряется удвоенный цифровой эквивалент третьего входного сигнала, а по второму тракту (блоки 3, 5, 7 и 9) параллельно осуществляется коррек677099 Составитель И. СтомТехред А, Камышников Корректор Л. Брахнина едактор Заказ 1685/17 НПО Поиск зд.475 Тирахс 1060 Подписное ного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 осударств113035 гипография, пр. Сапунова, 2 цпя результата измерения второго входногосигнала,В дальнейшем устройство продолжаетработать аналогично вплоть до измеренияи коррекции сигнала по и-му каналу, осуществляя поочередно функции измерения икоррекции в каждом нз предыдущих каналов. Таким образом, цифровые эквивалентытракта, включающего блоки 2, 4, б и 8, соответствуют скорректированным сигналам, 10поступающим на нечетные входные каналы,а тракта, включающсго блоки 3, 5, 7 и 9, -на четные входные каналы.Время, необходимое для сбора и преобразования информации по л каналам, в устройстве равно времени осуществления(и+1) измерения, Это достигается путемвведения лишь одного дополнительноготракта грубого аналого-цифрового преобразования. 20 Формула изобретения Многоканальный преобразователь напряжения в код, содержащий первый переключатель, один вход которого соединен с выходом преобразователя кода в напряжение, а выход через первый преобразователь напряжения в код соединен с сигнальным входом ключа, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика, выход которого соединен с шиной выходного кода, блок управления, первый, второй и третий выходы которого соедиены соответственно с управляющими входами первых переключателя, клоча и реверсивного счетчика, отл ич а ющи йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены коммутатор, вторые переключатель, преобразователь напряжения в код, ключ и реверсивный счетчик, а также блок логических ключей, выход которого соединен с входом преобразователя кода в напряжение, а первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, причем выход второго реверсивного счетчика соединен также с шиной выходного кода, а его вход соединен с выходом второго ключа, сигнальный вход которого через второй преобразователь напряжения в код соединен с выходом второго переключателя, один вход которого соединен с выходом преобразователя кода в напряжение, а другие входы первого и второго переключателей соединены с выходом коммутатора, а сигнальных входов которого подключены к шинам входного сигнала, а управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, первый пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами вторых переключателя, ключа и реверсивного счетчика и блока логических ключей.Источники информации,принятыс во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 155033, кл. Н ОЗК 13/17, 05.07.63.2, Алиев Т. М. и Сейдель Л. Р. Автоматическая коррекция гогрешности цифровых измерительных приборов. М., 1975, с, 209, рпс. 4- - б.