Устройство для преобразования напряжения в цифровой код

Соев Советскнк Соцналнстнческнк РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОИ:КОМУ Св ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 09.08. 79 (21) 2807872/18-21с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.з Н 03 К 13/20 Государственный комнтет СССР яо дедам нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОИ КОД Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых вольтметров.5Известно устройство дляпреобразования напряжения в цифровой код, которое содержит элемент сравнения, генератор пилообразного напряжения, генератор образцовой частоты и блок управления 13Недостаток известного устройства - низкая точность время-импульсного кодирования.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явля" 5 ется цифровой вольтметр с время-им". пульсным преобразованием,.содержащийвходной усилитель, схему сравнения, электронный ключ, генератор пилообразного напряжения, генератор счет" 20. ных импульсов, триггер начала измерения, счетчик импульсов и цифровой индикатор 2 .,Однако указанное устройства также имеет низкую точность, так как частота генератора счетных импульсов ограничена и погрешность измерения существенно возрастает при уменьшении абсолютного значения измеряемого напряжения. 30 Целью изобретения является повышение точности измерения.ддя достижения цели в устройство/ для преобразования напряжения в цифровой код, содержащее нуль-орган, первый вход которого подключен к генератору пилообразного напряжения, второй - квходной шине, генератор опорной частоты, выход которого подключен через ключ к счетчику импульсов, триггер начала измерений, выход которого соединен с управляющими входами ключа и генератора пилообразного напряжения, введены дополнительные нуль-орган, генератор пилообразного напряжения и триггер управления, причем вход дополнительного генератора пилообразного напряжения подключен к выходу триггера управления, а выход - ко входу дополнительного нуль- органа, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход - со входами установки в нуль триггеров начала измерения и управления, входы установки, в единицу которых подключены соответ" ственно к управляющему входу устройства и к выходу нуль-органа.На фиг.1 приведена структурная схема устройства на Фиг.2 - времен.Устройство состоит из триггера 1 управления, триггера 2 начала измерения, генератора 3 образцовой частоты, генераторов 4 и 5 пилообразного напряжения, нуль-органов б и 7, электронного ключа 8, счетчика 9 импульсов.Входы установки триггеров 1 и 2 в нулевое состояние объединены иподключены к выходу нуль-органа 7, авход установки триггера 1 в единичное состояние подключен к выходунуль-органа б, на один вход которогоподается измеряемое напряжение О к,а другой объединен с одним из входов 15нуль-органа 7 и подсоединен к выходугенератора 5 пилообразного напряжения, вход которого объединен со входом ключа 8 и подключен к выходу триггера 2. 20Кроме того, выход генератора 4пилообразного напряжения соединен совходом нуль-органа 7, а вход - с выходом триггера 1 управления. Выходгенератора 3 образцовой частоты подсоединен ко второму входу ключа 8,выход которого имеет связь со входом счетчика 9.Устройство работает следующим образомПеред началом измерения триггеры1 и 2 находятся в состоянии "Оф, генераторы 4 и 5 отключены. В моментвременипо приходу сигнала управления, разрешающего измерение, спомощью триггера 2 начала измерениязапускают генератор 5 пилообразногонапряжения, который формирует напряжение О(фиг.2) с наклоном К, Одновременно выходным сигналом триггера 2 открывается ключ 8 и счетчик 409 подсчитывает количество импульсов,прошедших через ключ 8 от генератора3 образцовой частоты.Измеряемое напряжение О(фиг,2)и пилообразное напряжение О постоянно сравниваются нуль-органом б.В момент й равенства напряженийО и О нуль-орган б с помощью триггера 1 управления запускает вспомогательный генератор 4 пилообразногонапряжения, который формирует напряжение О (фиг.2) с наклоном К, причем К К.Пилообразные напряжения О и О, ,постоянно сравниваются нуль-органом 7, который фиксирует момент с их равенства. В момент временивыходным сигналом нуль-органа 7 триггеры 1 и 2 устанавливаются в исходное состояние, ключ 8 закрывается, . прекращается подсчет импульсов, вы- Орабатываемых генератором 3.Число импульсов М, зафиксированное счетчиком 9, считают как циф-; ровой результат измерения. На этом цикл измерения заканчивается.Легко показать, что числов й пропорционально измеряемому электрическому напряжению и определяется выражением:Ох) где Е" частота следования счетныхимпульсов.Повышение точности при измерении достигается за счет дополнительного масштабного преобразования временного интервала, пропорционального изме" ряемому напряжению. При этом не требуется увеличения частоты следования счетных импульсов и, следовательно, повышения быстродействия счетчика.Наиболее эффективно применение устройства для измерения малых значений напряжений.Формула изобретенияУстройство для преобразования напряжения в цифровой код, содержащее нуль-орган, первый вход которого подключен к генератору пилообразного напряжения, второй - к входной шине, генератор опорной частоты, выход которого подключен через ключ к счетчику импульсов, триггер начала измерений, выход которого соединен с управляющими входами ключа и генератора пилообразного напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, .в него вве" дени дополнительные нуль-орган, генератор пилообразного напряжения и триггер управления, причем вход дополнительного генератора пилообразного напряжения подключен к выходу триггера управления, а выход - ко,входу дополнительного нуль-органа, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход - со входами установки в нуль триггеров начала измерения и управления, входы установки, в единицу которых подключены соответственно к управляющему входу устройства и к выходу нуль-органа.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Швецкий Б,И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсче-. том, К., техника" 1970, с.33-35.2. Атамалян Э.Г, и др. Методы и средства измерения электрических величин. М., 1 Высшая школаф, 1974, с.90, рис.3-30.9070/83 Тираж 991 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035 у Москва, Ж, Раушская иа