Преобразователь напряжения в интервал времени

1081Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в различных устройствах преобразования и обработки информации.По основному авт. св. 9 10421755 известен преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий интегратор, анализатор знака, переключаемый источник опорных напряжений, электронный переключатель, дифферен" циатор, дополнительный интегратор, блок сравнения, триггер, блок сброса и генератор тактовых импульсов Г 1Если на входе устройства действует перегрузка, то оно перестраивает свое функционирование на работу с двойным, тройным и т,д. тактом преобразования в зависимости от зна" чения перегрузки, при этом к нормальному алгоритму работы (за один такт) самостоятельно оно не возвращается. Это является серьезным недостатком и ограничивает его применение, особенно в составе информационно-изме 25 рительных систем, где возможность перегрузки или воздействия кратковременной помехи по входу имеет большую вероятность, что снижает надежность работы преобразователя.Целью изобретения является повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий интегратор, первый вход которого сое-З 5 динен с входной шиной, второй вход с выходом электронного переключателя, а выход - с первым входом анализатора знака, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход. с первым вхо О дом переключаемого источника опорных напряжений, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом триггера, первый выход с первым входом дополнительного интегратора, а второй выход с первым входом электронного переключателя, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока срав нения, первый вход которого соединен с первым входом анализатора знака и через дифференциатор - с вторым входом дополнительного интегратора, третий вход которого соединен с выходом блока сброса, а выход подключен к второму входу блока сравнения, вве ден дополнительный триггер, счетный 787 2вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, установочный вход соединен с выходом блока сравнения, а выход - с входом блока сброса.На фиг.представлена структурная схема преобразователя напряжения в интервал времени; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя.Преобразователь содержит интегратор 1, анализатор 2 знака, переключаемый источник 3 опорных напряжений, электронный переключатель 4, дифференциатор 5, дополнительный интегратор 6, блок 7 сравнения, триггер 8, блок 9 сброса, генератор 10 тактовых импульсов и дополнительный триггер 11.На фиг, 2 представлены временные диаграммы работы преобразователя, где 12 - форма измеряемого напряжения13 - импульсы тактовой частоты;14 форма напряжения на входах блока 7 сравнения;15 - форма напряжения на выходе триггера 8, 16 - форма сигнала на первом выходе переключаемого источника 3 опорных напряжений, 7 - форма напряжения на выходе электронного переключателя 4; 18 - форма сигнала на выходе дополнительного триггера 11.Устройство работает следующим образом.В момент времениприходит импульс с выхода генератора 10 тактовых импульсов и устанавливает триггер 8 в положение, при котором электронный переключатель 4 подключает к первому входу интегратора 1 отрицательное образцовое напряжение -Поф а блок 9. сброса выключается. После этого напряжение на выходе интегратора 1 линейно возрастает со скоростьюП - БО Х где Б - опорное напряжение;Б- измеряемое напряжение;с - постоянная времени интегратора 1,а напряжение на выходе дополнительного интегратора 6 линейно убываетсо скоростью Оф, В момент времениС 2 напряжения оказываются равными,и блок 7 сравнения срабатывает, чтоАприводит,в свою очередь, к срабатыванию триггера 8. Последний, посредством электронного переключателя 4,отключает образцовое напряжение -БОот входа интегратораи включает1081 3блок 9 сброса, в результате чего на выходе дополнительного интегратора 6 устанавливается напряжение, равное нулю, а выходное напряжение интегратора 1 начинает линейно убывать со скоростью ОХВ момент времени 1 тактирующий импульс вызывает срабатывание триггера 8, и далее цикл работы повторяет" ся, 10При смене знака входного напряжения (фиг. 2), например, в момент времени 1,1 (момент смены знака Пх для простоты описания работы устройства совмещен с моментом прихода тактирую щего импульса) напряжение на выходе интегратора 1 начинает линейно возОо+ОхГ растать со скоростью о " и в момент С достигает нулевого значе 5ния. Далее оно линейно возрастает с 20 прежней скоростью. При этом в момент времени 5 срабатывает анализатор 2 знака, подготавливая тем самым срабатывание переключаемого источника 3 опорных напряжений. С приходом оче редного тактирующего импульса срабатывают триггер 8 и переключаемый источник 3 опорных напряжений, на выходе которого появляется напряжение противоположного знака +О . Далее цикл работы преобразователя повторяется.Процесс преобразования описывается системой уравнений 35 ПхТ =Т1 -Б О Х Т + Т = Т = сопз 1, 1 2 40где Т " период тактирующих импульсов.Совместное решение уравнений даетфункцию преобразования вида Т =- - -ТУ Бо 45 Пусть в течение времени (С 7 - ) действует перегрузка по входу (Пх П),При этом выходное напряжение интегратора 1 возрастает (так как У Х ) П О)787 4О -0соскоростью ха напряжениеФдополнительного интегратора 6 возрас тает со скоростью ОХ/С, В результате в течение периода преобразования (с. - с) Тр выходные напряжения интеграторов 1 и 6 не равны, В момент времени 1 приходит очередной тактирующий импульс, который подтверждаетпредыдущее состояние триггера 8 и одновременно вызывает срабатывание (по счетному входу) дополнительного триггера 11, который управляет блоком 9 сброса. При этом блок 9 сброса включается и устанавливает нулевое значение выходного напряжения дополнительного интегратора 6. В моментокончания действия перегрузки (например, момент времени С ) выходное напряжение интегратора 1 начинает линейно убывать (так как У ( Бо) со скоростью и в момент времени1 о 1 хй достигает значения выходного наВпряжения дополнительного интегратора6В результате срабатывает блок 7сравнения, по импульсу которого триггер 8 переходит в противоположноесостояние, а состояние дополнительного триггера 11 остается прежним, По сигналу с триггера 8 срабатывает электронный переключатель 4 и отключает образцовре напряжение Б от входа интегратора 1. В результате выходное напряжение интегратора 1 возрастает со скоростью О/Г, а выходное напряжение дополнительного интегратора 6 остается равным нулю. В момент времени 1 приходит очередной тактирующий импульс, по которому срабатывают триггеры 8 и 11. Далее работа устройства осуществляется в нормальном режиме, т.е. процесс преобразования происходит за один такт Т.Таким образом, введение дополнительного триггера 11 и соответствующих связей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного. Оно имеет более высокую надежность работы и не отличается повышенной стоимостью,