Преобразователь аналог-код

ОП ИСАНИЕ оц 731580ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоеетскиаСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(51) М. Кл. Н 03 К 13/20 Геоударстеенлмй комнтет Опубликовано 30.04.80. Бюллетень16Дата опубликования описания 05.05.80(53) УДК 681-325 (088.8) ло делам наобретеннй н отермтнй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ-КОД Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в радиоэлектронных установках различного назначения, в частности в устройствах ввода-вывода (УВВ) цифровых вычислительных машин.5Известен преобразователь аналог-код, ис. пользуемый в УВВ для преобразования аналоговых сигналов в кодированные сигналы 1).Недостатком этого преобразователя является сравнительно низкая точность преоб разования. Известен преобразователь аналог-код, который имеет последовательно соединенные источник опорного напряжения, ключ, управляемый от тактового генератора, ре 15 зистивный датчик аналогового сигнала и емкостный накопитель, а также преобразователь временной интервал-код, стартовый вход которого соединен с выходом тактового генератора, а стоповый вход подключен 20 к выходу компаратора напряжений, первый вход которого соединен с емкостным накопителем, а второй вход - с источником эталонного напряжения 12). 2Недостаток этого преобразователя - сравнительно низкая точность вследствие изменения величины сопротивления датчика и емкости накопителя под действием разного рода эксплуатационных дестабилизирующих факторов и, прежде всего, температуры окружающей среды,Цель изобретения - повышение точности преобразования в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь аналог-код, содержащий потенциометрический датчик, последовательно соединенные источник опорного напряжения, ключ, подключенный к тактовому генератору, зарядный резистор и емкостный накопитель, а также преобразователь времякод, стартовый вход которого соединен с выходом тактового генератора, а стоповый - к выходу компаратора напряжения, входы которого соединены первый с одной из обкладок емкостного накопителя, второй - с источником эталонного напряжения, введены два активных линейных четырехполюсника, общие точки входов и выходов которых подключены к общей шине, вход первого активного линейного четырехполюсника подключен к точке соединения зарядного резисторас первой обкладкой емкостного накопителя,выход первого активного линейного четырехполюсника соединен с входом потенциометрического датчика, вход второго активного. линейного четырехполюсника соединен сдвижком потенциометрического датчика, авторая обкладка емкостного накопителя соединена с выходом второго активного линейного четырехполюсника.В качестве активных линейных четырехпо.люсников могут быть использованы опера фционные усилители, электронные или полупроводниковые повторители, управляемыеисточниками напряжения и т.п.На чертеже представлена структурнаясхема устройства,Преобразователь содержит источник 1опорного напряжения, управляемый ключ 2,зарядный резистор 3, емкостной накопитель4, потенциометрический датчик 5, первый активный линейный четырехполюсник 6, второй активный линейный четырехполюсник 7, фтактовый генератор 8, компаратор 9, управляемый источник 10 эталонного напряжения,преобразователь 11 временной интервал-код.В исходном состоянии управляющийключ 2 разомкнут, емкостной накопитель 4разряжен, напряжения на выходах четырехполюсников 6 и Г равны нулю. Сигналомс тактового генератора включается преобразователь временной интервал-код, замыкается управляемый ключ 2 на время, достаточное для нарастания напряжения на емкостном накопителе 4 до напряжения опорно.го уровня.При замыкании управляемого ключа 2емкостный накопитель под действием ЭДСисточника опорного напряжения 1 заряжается током, определяемым величиной зарядного резистора 3, положением движкапотенциометрического датчика 5 и характером связи между выходными напряжениямичетырехполюсников 6 и 7. Напряжение нанакопителе нарастает и подается на входы 40компаратора 9 и второго четырехполюсника 7.На второй вход компаратора 9 подаетсянапряжение от управляемого источника 10эталонного напряжения, в качестве которогообычно используется резистивный делитель,подключенный к источнику опорного напряжения.При равенстве напряжений на входахкомпаратора с выхода последнего выдаетсястоповый сигнал на преобразователь вре- юеменной интервал-код 11.Напряжение на выходе второго четырехполюсника 7 определяется полярностью ивеличиной напряжения на емкостном накопителе в точке соединения последнего с зарядным резистором 3.Величина и полярность напряжения навыходе первого четырехполюсника 6 определяется величиной и полярностью напряжения, снимаемого с движка потенциометрического датчика 5.Зависимость напряжения на накопителеот параметров схемы может быть найденарешением дифференциального уравнения,описывающего процессы в измерительнойцепи в переходном режиме. Решение дляслучая емкостного накопителя при одноми том же напряжении на четырехполюснике7 и в точке соединения емкостного накопителя с зарядным резистором 3, а также приодном и том же напряжении на активномчетырехполюснике 6 и движке потенциометрического датчика 5 имеет вид1.1 (1) = Е (1-е- , ),где 11 с(1) - напряжение на емкостном накопителе;Е - напряжение источника опорноного напряжения;К - сопротивление потенциометрического датчика между движком и выходом второго активного четырехполюсника;К - полное сопротивление потенциометрического датчика;К щ - сопротивление зарядного резистора;С - емкость конденсатора емкостного накопителя.В момент равенства напряжений емкостного накопителя 4 и источника 10 эталонного напряжения компаратор напряжения 9посылает импульс в преобразователь 11 интервал-цифровой код. Длительность импульса временных ворот между фронтом управляющего импульса и фронтом импульса с компаратора имеет видВС 1где 3 т - напряжение источника эталонного уровня.Далее временной интервал преобразуется в цифровой код с помощью преобразователя временной интервал-цифровой код 11.В условиях воздействия на датчик различных дестабилизирующих факторов-температуры, влаги и т.п., длительность временного интервала не зависит от этих воздействий благодаря тому, что сопротивление части переменного резистора и его полное сопротивление изменяются в одинаковой мере, а их отношение К К остается практически неизменным, уходы величины емкости конденсатора емкостного накопителя 4, приводящие к колебаниям уровня напряжения на нем, компенсируются обратной связью через четырехполюсники 6 и 7.формула изобретенияПреобразователь аналог-код, содержащий потенциометрический датчик, . последо731580 Составитель Д. Голубович Редактор С, Патруеева Текред К. Шуфрич Корректор Г. Рещетннк Заказ 1518/24 Тираж 995 Подннсное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раущская иаб д. 4/5 филиал ППП еПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4вательно соединенные источник опорного напряжения, ключ, подключенный к тактовомугенератору, зарядный резистор и емкостныйнакопитель, а также преобразователь время-код, стартовый вход которого соединенс выходом тактового генератора, а стоповыйк выходу компаратора напряжения, входыкоторого соединены первый с одной из обкладок емкостного накопителя, второй - с источником эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в условиях воздействия 10дестабилизирующих факторов, в него введены два активных линейных четырехполюсника, общие точки входов и выходов которыхподключены к общей шине, вход первогоактивного линейного четырехполюсника подключен к точке соединения зарядного резистора с первой обкладкой емкостного накопителя, выход первого активного линейного четырехполюсника соединен с входом потенциометрического датчика, вход второго активного линейного четырехполюсника соединен с движком потенциометрического датчика, а вторая обкладка емкостного накопителя соединена с выходом второго активного линейного четырехполюсника. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР418972, кл. Н 03 К 13/20, 07.1 1.74.2. Патент США3478348, кл. 340 в 3,опублик. 30.0.69 (прототип) .