Устройство для преобразования напряжения в код

СОЮЗ 3(Я) Н 03 К 13/17 БРЕТ ЕТЕЛЬСТВУ анни ОСУДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОСПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТН ОПИОАНИЕ И(56) 1. Гитис Э.И. Преобразователи инФормации для электронных цифровых вычислительных устройств. И., Энергияф, 1975,.с. 289-314.Авторское свидетельство СССР В 924851, кл. Н 03 К 13/17 16.05.79. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАНРЯЖЕНИя В КОД, содержащее тактовый генератор, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого .сое: динен с первыми входами первого и второго элементов сравнения и с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к шйне запуска, а второй вход - к выходу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнения и с -выходом пер= вого делителя, вход. которого соединен с входной шиной, а информационные входы .соответственно соединены с выходами. первого. счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого. соединен с с первым выходом второго. элемента сравнения, а второй вход - с первьм входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом второго элемента сравнения, а выходс суммирующим входом второго счетчика, выходы которого соответственно соединены с информационными входами преобразователя код-напряжение, первый выход которого соединен с треть . ими входами второго и первого элементов сравнЕния, четвертый вход последнего подключен к выходу источника порогового напряжения, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования., в него введены третий счетчик, второй делитель, второй триггер, четвертый элемент И и тре.- тий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной вещной, Ей второй вход - с выходом первого элемента И и с первым входом четверто" го элемента И, третий вход - с ин. версным выходом второго триггера, С четвертый вход - с выходом второго. делителя и входом преобразователя . Я . код-напряжение, первый выход - с й прямым входом второго .триггера; а второй выход - с суммирующим входом ее третьего счетчика, вычитающий вход ЭюЫ, которого соединен с прямьм выходом второго триггера и через четвертый элемент И - с вторым входом второго Я Ълемента И, а выходы соответственно соединены с информационными входами второго делителя, вход которогосоеди- Я нен с шиной эталонного напряжения,второй. выход преобразователя кодапряжение подключен к входу источка порогового напряжения.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно- измерительных системах.Известен преобразователь напряжения в .код, содержащий блок выделения разиасти, пороговый элемент, тактовый генератор, сдвиговый регистр, преобразователь код-напряжение, эле.менты И и триггеры, реализующие так называемый способ поразрядного уравновешивания 1.Недостатком этого устройства является малая точность, определяемая величиной наименьшего по значению формируемого эталонного напря жения. Уменьшение же последнего ограничивается конструктивными сложностями реализации преобразователя код-напряжение.Наиболее близким к предлагаемому рО по технической сущности и достигаемому результату является устройство для преобразования напряжения в код, содержащее входной делитель и управляющий им первый счетчик, преобразо ,ватель код-напряжение и управляющий им .второй счетчик, триггер, выход которого соединен через первый и второй элементы И с входом первого счетчика, а вход триггера подключен к шине запуска, генератор тактовых импульсов, подключенный к второму входу первого элемента И, первый и второй элементы сравнения, первый, второй и третий входы которых соединены соответственно с выходами входного делителя, триггера и ПКН, четвертый вход первого элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения, а его выход подключен к второму входу триггера, первый вы О ход второго элемента сравнения подключен к второму входу второго элемента И, а второй выход подключен через третий элемент И к входу второго счетчика, второй вход третьего 45 элемента И соединен с выходом первого элемента И, второй вход ПКЧ соединен с шиной эталонного напряжения, а второй вход входного. делителя - с входной шиной 2 .5 ОНедостатком этого устройства является малый диапазон преоьразования(от ЬЧ . до Ч ).Целью изобретения является расширение динамического диапазона преобразованияПостав.".енная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее тактовый генератор, выход которого подк, чен к первому входу первого 60элемента И, второй вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения и с выходом первого триггера, первый входкоторого подключен к шине запуска, б 5 а второй вход к выходу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнения и с выходом первого делителя, вход .которого соединен с входной шиной, а информацинные входы соответственно соединены с выходами первого счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом второго элемента сравнения, а второй вход с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом второго элемента сравнения, а выход - с суммирующим входоМ второго счетчика, выходы которого соответственно соединены с информационными входами преобразова теля код-напряжение, первый выход которого соединен с третьими входами второго и первого элементов сравнения, четвертый вход последнего подключен к выходу источника порогового напряжения, введены третий счетчик, второй делитель, второй триггер, четвертый элемент И и третий элемент сравнения, первый вхоц которого соединен с входной шиной, второй вход - с выходом первого элемента И и с первым входом четвертого элемента И, третий вход " с инверсным выходом второго триггера, четвертый вход с выходом второго делителя и входом преобразователя код-напряжение, первый выход - с прямым входом второго триггера, а второй выход - с суммирующим входом третьего счетчика, вычитающий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и через четвертый элемент И с вторым входам второго элемента И, а выходы соответственно соединены с информационными входами второго делителя, вход которого соединен с шиной эталонного напряжения, а второй выход преобразователя код-напряжение подключен к входу источника порогового напряжения.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для преобразования напряжения в код.Устройство содержит тактовый генератор 1, первый 2, второй 3 и третий 4 счетчики, первый 5 и второй б делители, преобразователь 7 код"напряжение (ПКН), первый 8 и второй 9 триггеры, первый 10, второй 11 и третий 12 элементы сравнения, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 элементы И, шину 17 запуска, входную шину 18, шину 19 эталонного напряжения и источник 20 порогового напряжения. Причем первый делитель 5 управляется первым счетчиком 2, второй делитель б управляется третьимсчетчиком 4, а ПКН 7 управляетсявторым счетчиком 3, выход первого1018232 ственно). ЗТ(1" 1)ЧАб триггера 8 соединен с входом первогоэлемента 13 И, а его вход подключенк шине 17 .запуска, генератор 1 так=товых импульсов подключен к первомувходу первого элемента 13 И, первый,второй и третий входы первого 10 5и второго 11 элементов сравнениясоединены соответственно с выходамипервого триггера 8, первого делите-,ля 5 и ПКН 7, четвертый вход первогоэлемента 10 сравнения соединен с выходом. источника 20 порогового напряжеяия, а его выход подключен к второму входу первого триггера 8, первый.выход второго элемента 11 сравнения,через второй элемент 14 И подключен 15к входу первого счетчика 2, а второй выход через третий элемент 15 И -к входу второго счетчика 3, входпервого делителя 5 подключен к входной шине 18, выход первого элемента13 И через третий элемент 12 сравнения, второй триггер 9 и четвертыйэлемент 16 И подключен к второмувходу второго 14 и первому входутретьего 15 элементов И, вход второго делителя б соединен с шиной 19эталонного напряжекия, а его выходподключен к входу ПКН 7 и к четвертому входу третьего элемента 12сравнения, первый и третий входыкоторого подключены соответственнок входной шине.18 и к второму выходувторого триггера 9, первый входтретьего .счетчика 4 соединен с вторым выходом третьего элемента 12сравнения., а второй вход - с первымвыходом второго триггера 9, первыйвход.четвертого элемента 16 И подключен к выходу первого элемента .13 И, вход источника 20 фпороговогонапряжения подключен к второму выходу ПКН 7.Устройство работает следующимобразом.Импульс с шины 17 Запуска опрокидывает триггер 8 .и импульсы с такто вого генератора 1 проходят через открытый элемент 13 И на вход элемента 12.сравнения, производящего .сравнениенапряжения Ч, поступающего с входной шины 18, и эталонно. го напряжения, поступающего с выхода делителя б. На первом такте сравЧниваются напряжения -Н., поступающее с выхода делителя 6 (А - коэффициент,определяемый ПКН и равный чис-. 55лу возможных состояний счетчика 3),и эходиое напряжение Чк.ЧЕсли -. больше Ч, то на второмвыходе элемента 12 сравнения выра- бОбатывается импульс,.поступающий насуммирующий. вход счетчика 4, которыйпереходит во второе состояние, В результате на выходе делителя б формиРуется напряжение эт . Работа проЧА текает аналогично до тех пор, покаЧ ., = - станет меньше Ч:,. ПриЧвтэтом на втором выходе элемента 12сравнения Формируется импульс, пере"брасывающий триггер 9. Потенциаломс выхода пос)вреднего элемент;- 12сравнения блокируется, а импулйом,образующимся при дифференцировании,(схема дифференцирования на чертежене приведена) положительного пе-,репада напряжечия на выходе триггера 9,с содержимого счетчика 4 вычитается единица. В результате на выходе делителя 6 формируется напряжение Ч , = - - , котороеЧэтэт О- ) Р= поступает на вход ПКН 7. Таким образом происходит, выбор необходимого эталонного напряжения для конкретно" го значения входного напряжения ЧЧ,ьЧТактовые импульсы через открытый потенциалом с триггера 9 элемент 16 И поступают на входы элементов 14 и 15 И. В зависимости от значения напряжений, поступающих на элемент .11 сравнения (с выхода делителя 5 и ПКН 7), на одном из двух его выходов появляется сигнал логичес-кой 1 ф. Так., при большем напряжении на .выходе делителя 5 напряжедЧ тат выходной сигнал элемента 11 сравне" ния открывает элемент 15 И,а при Ых ДЧх ( Нэт дЧэт элемент 14 И. В;первом исходном состоянии на выходе делителя 5 напряжение равноЧ п 1ьЧх = - - (где В2 -. 1 - коэфВФициент деления делителя 5), а на выходе ПКН 7 - аЧ = фт - (гдеЧ ти эт А 1 А = 2-1 . и и п -коАличествоф 1 2разрядов счетчиков 2 и .3 соответПредположим, что дЧ, дЧэт, тогда открывается элемент 15 И й тактовый импульс с генератора 1 поступает на счетчик 3, управляющий ПКН 7, в результате чего на выходе последнего появляется напряжение 2 ьЧ . Когда напряжение .с ПКН 7 превышает напряжение с делителя 5 открывается элемент 14 И, через который тактовые импульсы поступаютна счетчик 2, управляющий делителем5. В результате на выходе последнего появляется напряжение 2 ьЧх. Таким образом, устройство работает дотех пор, пока разность сравниваемыхнапряжений И дЧ и Бх ЬЧ)( становится равной или меньше некосрогопорога аЧ, которнй определяеттребуемую точность преобразОвания. Значение 6 Чк выбирается из условия