Преобразователь напряжения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (10 АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(46) 07,12.84. Бюл. В 45 (72) В.П. Кожемяко, В.Г. Красиленко, Л.И. Тимченко, В.С. Стратиенко, А.И. Короновский и Н.П. Хомяков, (71) Винницкий политехнический институт(56) 1, Бахмутский В.ф. Универсаль-ные цифровые измерительные приборы и системы Киев, "Техника", 1979, . с. 128, рис. 30.2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2958547/18-21, ф кл. Н 03 К 19/20, 1980 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД., содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световым указателем, фотодиоды, оптические входы которых оптически соединены с" оптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его Ф быстродействия, введены блок управле; ния, транзисторные ключи, счетчик импульсов, шифратор, элемент ИЛИ, р формирователей-инверторов, п кольцевых И -разрядных регистров сдвига,1 резисторов, первые выводы которых соединены с шиной питания, а второй вывод каждого резистора соединен. с входом соответствующего фор мирователя-инвертора и с катодами соответственно каждой группы иэ й фотодиодов, аноды которых .через транзисторные ключи соединены с общей виноли, а управляющие входы транзисторных ключей соединены с выходами соответствующих кольцевых11-разрядных регистров сдвига, вход каждого из которых соединен с выходом генератора тактовых импуль- . сов и входом счетчика импульсов, .причем выходы формирователей-инверторов соединены с входами шифратора и элемента ИЛИ, выход которого через блок управления соединен с управляющими входами шифратора и счетчика импульсов, вводы которых соединены с выходными шинами.Изобретение относится к вычисли=тельной и информационно-измерительной технике и может использоватьсяв информационных системах различного назначения, 5Известен преобразователь напря-жения в код содержащий источникопорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные резисторы соединен с общей ши- Оной, а выводы резисторов - с анодами фотодиодов, катоды которых через светодиоды соединены с выходомгенератора пилообразного напряженияи входом дифференцирующего блока, 15выход которого соединен с первымвходом элемента И, второй вход которого через блок управления соединен свходом генератора пилообразного на-.пряжения, оптический выход каждого 20предыдущего светодиода - с оптичес.ким входом каждого последующего фотодиода, которые оптически соединены с оптическим выходом измерительного механизма 1,25Недостатком преобразователя является низкое быстродействие.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяпреобразователь напряжения в код, ЗОсодержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм сосветовым указателем, фотодиоды, источник опорного напряжения, ключ,триггер, светодиоды, аноды которыхсоединены с выходом ключа, а каждыйчерез фотодиоды - с общей шиной,оптический выход каждого последующего светодиода - с оптическим входомкаждого предыдущего фотодиода, о - 40тические входы которых соединеныс оитическим выходом каждого .преды-дущего фотокатода, оптические входы которых соединены с оптическимвыходом измерительного механизма сосветовым указателем, вход которогосоединен с входной шиной, а выходпервого светодиода - с первым входом триггера, второй вход которогосоединен с выходом генератора так 50товых импульсов и первым входомключа, второй вход которого соединен с выходом источника опорногонапряжения 2 .Недостатком известного устройст ва .является низкое быстродействие.Целью изобретения является ловышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий генератор тактовых импульсов, измерительный механизм со световым указателем, фотодиоды, оптические входы которых оптически соединены с оптическим выходом измерительного механизма со световым указателем, вход которого соединен с входной шиной, введены блок управления, транзисторные ключи, счетчик импульсов, шифратор, элемент ИЛИ, Ф формирователей-инверторов, В кольцевых и -разрядных регистров сдвига, Ф резисторов, первые выводы которых соедийены с шиной питания, а второй вывод каждого резистора - с входом соот-, ветствующего формирователя-инвертора и катодами соответственно каждой группы из й фотодиодов, аноды которых через транзисторные ключи соединены с общей шиной, а их управляющие входы - с выходами соответствующего кольцевого й разрядного регистра сдвига, вход каждого из которых соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика импульсов, причем выходы формирователей инверторов соединены с входами шифратора и элемента ИЛИ, выход которого через блок управления соединен с управляющими входами шифратора и счетчика импульсов, выходы которых соединены с выходными шинами.На чертеже приведена структурная электрическая схема преобразователя,Преобразователь содержит измерительный механизм 1 со световым указателем, вход которого является входом преобразователя, счетчик 2 импульсов, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 5 на й входов, шифратор 6 на В входов, блоки 7 ключей, состоящие из фотодиодов 8, транзисторных ключей 9, резистора 10, п 1 кольцевых и -разрядных регистров 11 сдвига с разрядными выходами 12 и формирователи-инверторы 13.Измерительный механизм 1 оптически соединен с фотодиодами 8, которые через транзисторные ключи соединены с общей шиной, а управляющие входы транзисторных ключей 9 - с выходами кольцевых й -разрядных регистров 1 1, входы которых соеди11283 иены с выходом генератора и входомсчетчика 2, управляющий вход которого соединен с входом шифратора би через блок 3 с выходом элементаИЛИ 5, входы которого соединены свходами шифратора 6 и через инверторы 13 с катодами Фотодиодов 8 ипервым выводом резистора 10, второйвывод которого соединен с шинойпитания,1 О Преобразователь работает следующим образом.Счетчик 2 может работать с любымоснованием счета, необходимо только,чтобы число фотодиодов 8 в блоке 7,а именно П, было кратным основаниюсчета. Кроме того, разрядность счетчика выбирается исходя из значения иЧисло блоков 7 при группировкефотодиодов в блоки необходимо выбирать. кратным основанию счета. Этооблегчает построение шифратора 6 иобеспечивает соответствие выходного кода шифратора старшим разрядамвыходного кода.Таким образом, число всех фотодиодов или число дискретных положений светового указателя измерительЗОного механизма 1 равняется 1 =щ и .Измерительный механизм 1 работаеттак, что при отсутствии входноговоздействия световой указатель освещает первый Фотодиод 8 первогоблока 7, а для того, чтобы указатель 5освещал второй фотодиод 8 первогоблока 7, надо на вход устройстваподать квант входного воздействия.Порядковый номер х дискретного положения светового указателя соответст 4 Овует входному воздействию, равному хквантам с точностью до кванта,20 Пусть входное воздействие 1 такое, что световой указатель измери тельного механизма 1 освещает 1 в . й Фотодиод 8 блока 7. Все остальные элементы в этом блоке и в остальных блоках неосвещены, В исходном состоянии счетчик 2 обнулен, а коль О цевые регистры 11 сдвига находятся в таком состоянии, что на первых выходах 12 всех кольцевых регист,ров 11 высокие уровни, логические "1", а на остальных выходах низкие 55 уровни, логические "0". При поступлении на тактовые входы кольцевых регистров 11 сдвига импульсов с 84 4генератора 4 логические "1" сдвигаются и тем самым поочередно коммутируют, замыкают транзисторные ключи 9 в блоках 7, воздействуя на управляющие входы этих ключей. Резистор 10 служит для того, чтобы обеспечивать соответствуюп 1 ий уровень логических "1 или О" на входе инвертора 13 в зависимости от параметров фотодиода 8, При освещенном Фотодиоде 8 и замкнутом транзисторном ключе 9 напряжение на входе инвертора 13 должно быть равно логическому 0, а при неосвещенном Фотодиоде - логической "1".В исходном состоянии при освещении-го фотодиода 8 в блоке 7 на входах всех формирователей-инверторов 13 высокие уровни, логические "1", на первых выходах "0", что обеспечивает логический "0" на выхо" де элемента 5. При поступлении 1 -го импульса на входы регистров 11 замыкаются ключи 9 блоков 7, но, как только в одном блоке 7 фотодиод.8 освещен и имеет низкое сопротивление, то только на входе соответствующего Формирователя-инвертора 13 появляется низкий уровень, Во всех остальных блоках 7 при замыкании любых ключей 9 низкие уровни на входах соответствующих формирователейинверторов 13 не появляются ввиду неосвещенности всех остальных фото- диодов за исключением одного фотодиода 8 в данном блоке 7, При появлении на выходе формирователя 13 логи" ческой "1" появляется "1" на выходе элемента 5 и воздействует на блок 3. Сигнал с выхода блока 3, воздействуя на стробирующий вход шифратора 6, позволяет расшифровать состояние инверторов 13, соответствующее логической "1" только на выходе одного Формирователя-инвертора 13. Кроме того, этот же сигнал, воздействуя на второй вход счетчика 2, позволяет снять состояние счетчика 2, соответствующее поступлению 1 -го импульса на вход счетчика 2 с выхода генератора 4. Таким образом, на выходе преобразователя имеется код, отображающий положение светового указателя или соответствующее ему входное воздействие О .Кольцевые счетчики 11 -разрядны (и работают циклически, поэтому че. Данко Техред А.Ач, Корректор ИМуска Редакто каз 9083/43В Тираж 861 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 И Ниал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная рез каждые И периодов тактовых импульсов Иц) можно снимать выходной код. Цикл преобразования равен ТиФ . С изменением координаты светового указателя пропорциональ но линейно меняется и выходной код. ФПутем разбивки на блоки всех фото- диодов достигнут выигрчш в быстродействии, в сокращении времени преобразования в И раз. Порядковый номер 10 освещенного фотодиода 8 внутри блока 7 определяет состояние младших разрядов. выходного кода с помощью счетчика 2, а порядковый. номер бло- . ка 7, в котором. находится этот осве щенный. элемент, - состояние старших разрядов выходного кода с помощью шифратора 6Таким образом, преимуществом пред. ложенногопреобразователя посравне нию с известными является более высокое быстродействие, которое достигается путем разбивки преобразователя на отдельные блоки ключей, атакже в связи с применением кольцевых регистров сдвига и транзистор,ных ключей в качестве ключевых элементов вместо используемых в иэвест.ном преобразователе фотонриемни -,ков , быстродействие которыхменьше быстродействия указанныхэлементов Преобразователь может быть использован для преобразования в код координаты светового луча, параметров йеременного тока , а так же других параметров , предварительно преобразованных в коорди - нату луча