Устройство для контроля величины мгновенного значения переменных аналоговых сигналов

СОЮЗ СОВЕ: СОЦИАЛИСТ РЕСПУБЛИК ИхСНИХ И 9) (И) 51) 4 К 9/О О НИЕ ИЗОБРЕТ к ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Алексеев А.В., Хохлов В.К. Нор мирующий усилитель. - Приборы и техника эксперимента, 1984, В 3, с.130- 132.Авторское свидетельство СССР У 920542, кл. С 01 Е 19/04,22,07,80, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к области радиоэлектроники. Может быть использовано для согласования по уровню входного сигнала датчиков информации .с -аналого-цифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей и повышениебыстродействия, достигается за счетпрогнозирования состояния управляющих триггеров. Для этого в устройство контроля дополнительно введеныдифференциатор 2, синхронизатор 3,генератор 5 тактовых импульсов и двадизъюнктора 16 и 17. Кроме того, устройство содержит делитель 1 апряжения, усилитель 4, конъюнкторы 6 и 7,двойные компараторы 8 и 9, источники10 и 11 опорного напряжения, аналоговые инверторы 12 и 13, Р-триггеры 14и 15, ключи 18 и 19. Устройство обес- фпечивает высокую точность преобразования входного сигнала в большом динамическом диапазоне и высокое быстро- Сдействие. 2 ил,1 12707Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для согласования по уровню входного сигнала датчиков информации с аналогоцифровыми преобразователями в широком динамическом диапазоне.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повышение быстродействия за счет прогнозирования состояния управляющих триг О геров.На фиг, 1 приведена схема устройства для контроля величины мгновенного значения переменных аналоговых сигналов; на фиг. 2 - временные ди аграммы его работы.Устройство содержит входной делитель 1 напряжения, выход которого подсоединен к входам дифференциатора 2, синхронизатора 3 и усилителя 4 с 20 переключаемым коэффициентом усиления, генератор 5 тактовых импульсов, выход которого подсоединен к.первым, входам первого 6 и второго 7 конъюнкторов, первый 8 и второй 9 двойные Ъ 5 компараторы, неинвертирующие входы которых объединены и подсоединены соответственно к первому 10 и второму 11 источникам опорного напряжения, а первые инвертирующие входы ЗО каждого из двойных компараторов соединены с выходом дифференциатора 2, к выходу дифференциатора 2 подключены так же аналоговые инверторы 12 и 13, выходы которых соединены с вторыми йнвертирующими входами двойных компараторов, выходы двойных компараторов посоединены к Р-входам первого 14 и второго 15 триггеров, к счетным входам которых соответственно подключены выходы первого 16 и второго 17 дизъюнкторов, первые входы которых соединены с выходом синхронизатора, инверсные выходы первого и второго триггеров подсоединены к вто рым входам соответственно первого 6 ивторого 7 конъюнкторов, выходы которых подключены соответственно к в вторым входам первого 16 и второго 17 дизъюнкторов, выходы которых соединены с управляющими входами первого 18 и второго 19 ключей, включен ных в цепи отрицательной обратной связи усилителя.Устройствоработает следующимобразом.Синхронизатор 3 вырабатывает синхроимпульсы 11, в моменты перехода 11 2входного аналогового сигнала 0через нуль (см, фиг. 2). Входной сигнал дифференцируется дифференциатором 2, выходное напряжение которого поступает непосредственно на один из инвертирующих входов первого 8 и второго 9 двойных компараторов и через инверторы 12 и 13 - на другие инвертирующие входы этих же компараторов, Неинвертирующие входы каждого из двойных компараторов 8 и 9 объединены и подсоединены к выходам источников 10 и 11 опорных напряжений. Таким образом, напряжение с выхода дифференциатора Ц непрерывно сравнивается с опорными напряжениями Щ и Рог (фУо и+ Н, ). С учетом этого, в случае, если Щ превышает модули опорных напряжений, на выходе первого и второго компараторов появляются соответственно сигналы Пк и Пкоторые поступают на Р- входы соответственно триггеров 14 и 15. На счетные входы триггеров 14 и 15 поступают через дизьюнкторы 16 и 17 сигналы Р , Н, соответственно с выходов синхронизатора 3 и генератора 5 тактовых импульсов, однако сигнал Ц, поступает лишь до тех пор, пока не появится сигнал логической единицы на прямых выходах Р-триггеро% 14 и 15 (соответстненио сигналы Б П ). Для этой цели логические сигналы с инверсных выходов триггеров 14 и 15 и с выхода генератора 5 тактовых импульсов поступают на входы соответственно конъюнкторов 6 и 7, кото- которые заполняют функции логических запретов на прохождение тактовых импульсов генератора 5 на счетные входы Э-триггеров, Сигналы на выходах коньюнкторов 6 и 7 соответственно Н и П (см. фиг, 2). При этом синхроимпульсы П, продолжают поступать на счетные входы обоих триггеров соот-, ветственно через дизъюнкторы 16 и 17, Поэтому при снижении сигнала Б,ниже опорных напряженийП. и 1 о) при первом же синхроимпульсе Б на прямых выходах Э-триггеров 14 и 15 появляется сигнал логического нуля, Одновременно снимается запрет на прохождение тактовых импульсов с генера" тора 5 на счетные входы Э-триггеров. Напряжение на прямых выходах Э-триггеров 14 и. 15 используется для управления соответственно ключами 18 и 19., которые переключают коэффициентотношению же к входному сигналу задержка практически отсутствует, Возврат П-триггеров осуществляется синхроимпульсами Ц, что обеспечиваетпостоянство коэффициента усиленияусилителя в пределах полуволн входного сигналаЗО Формула изобретения Устройство для контроля величины мгновенного значения переменных аналоговых сигналов, содержащее усилитель с первым и вторым ключами для переключения коэффициента усиления, . входной делитель напряжения, первый и второй двойные компараторы, неинвертирующие входы которых объеди.нены и подсоединены соответственно к первому и второму источникам опор 40 3 127 усиления усилителя 4 путемизменения сопротивления в цепи его отрицатель. ной обратной связи. Таким образом, в зависимости от соотношения мгновенного значения сигнала с выхода дифференциатора Б и опорных напряжений цо, Ц коэффициент усиления усилителя 4 меняется. Причем, так как значение коэффициента усиления усилителя 4 переключается в зависимос ти от величины первой производной входного сигнала по времени, то масштаб входного сигнала по существу прогнозируется, чем достигается высокое быстродействие, Высокое быстро действие обеспечивается также тем, что на счетные входы 0-триггеров поступают сигналы с генератора тактовых импульсов высокой частоты. Например, при частоте входного сигнала 50 Гц, частота тактовых импульсов может быть принята равной 1 ИГц и более, Поэтому задержка на срабатывание П-триггеров может составлять соответственно 1 мкс и менее, По 25 0711ного напряжения, а на одном из инвертирующих входов каждого из двойных компараторов включены инверторы, первый и второй Э-триггеры, первый и второй конюнкторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, устройство дополнительно снабжено дифференциатором, синхронизатором, генератором тактовых импульсов и первым и вторым дизъюнкторами, причем выход синхронизатора подключен к первым входам первого и второго дизьюнкторов, выходы которых соответственно соединены со счетными входами первого и второго П-триггеров, к Р- входам которых подсоединены соответственно выходы первого и второго двойных комараторов, первые инвертирующие входы каждого из которых объединены с входами инверторов и подсоединены к выходу дифференциатора, а вторые инвертирующие входы подключены к выходам инверторов, кроме того, выход синхронизатора подключен к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго коньюнкторов, к вторым входам которых подсоединены инверсные выходы соответственно первого и второго 0-триг геров, а выходы конъюнкторов подключены соответственно к вторым входам первого и второго дизъюнкторов, выходы которых соединены с счетными входами первого и второго П-триггеров, прямые выходы которых подсоединены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей усилителя, вход которого совместно с входами дифференциатора и синхронизатора подключен к выходу входного делителя напряжения.ектор М,Шароши 2 Подписное Тиражвенног ака етени-35,оизводственно-полиграфическое предприятие жгород, ул. Проектная,6239/4811 НИИПИ Государпо делам из113035, Москва комитета СССРи открмтий ушская наб д. 4