Устройство для преобразования временного интервала в напряжение

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1244794, кл. Н 03 М 1/52, 1984,Авторское свидетельство СССРФ 1278587, кл. 6 01 Е 1/66, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к импульснои вычислительной технике и позволяе Изобретение относится к технике преобразования временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными (разнесенными в пространстве) сигналами, требующими их предварительного усиления, и может быть использовано, например, в ультразвуковых расходо- и скоростемерах.Целью изобретенияние точности.На фиг. 1 предстарлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит усилители 1 и 2, коммутаторы 3 и 4, входные шины 5 и 6, преобразователь 7 время - напряжение, блок 8 усреднения, шину 9 "Пуск", триггер 10, ключи 11 - 14. осуществить преобразование временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными сигналами, требующими их предварительного усиления, и может быть использовано в ультразвуковых расходо- и скоростемерах. Изобретение позволяет повысить точность устройства за счет того, что в устройство, содержащее два усилителя и преобразователь время - напряжение, введены два коммутатора. триггер и блок усреднения. Введенные элементы позволяют устранить влияние на конечный результат разности времен срабатывания усилителя и расширить нижний диапазон измеряемых временных интервалов. 2 з, и, ф-лы, 2 ил,Преобразователь 7. время ние содержит управляемый ген (УГТ) 15, одновибратор 16, кл мент памяти на конденсаторе тель напряжения (усилителя До начала процесса преобразования на третью входную шину 9 подается импульс сброса (см. фиг. 2), например, с первого выхода внешнего генератора запуска. При этом замыкается ключ 17 преобразователя время - напряжение, который разрежает конденсатор 18. Триггер 10 устанавливается импульсом сброса в положение, противоположное установленному, при котором замкнуты ключи 11 и 13 и разомкнуты ключи 12 и 14, 1702527Старт-импульс (на первой входной ши.не 5) поступает через открытый ключ 11 на вход первого усилителя 1, усиливается им и через коммутатор 4 подается на первый вход и реобразователя 7, Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступает через открытый ключ 13 на вход второго усилителя 2, усиливается им и через коммутатор 4 подается на второй вход преобразователя 7. Последний преобразует временный интервал между старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напряжение Овых 1, равноеОвых 1 = К( Твх, - Г 1 +12 ) = К(Твх + Ь 1)1(1),где К - коэффициент преобразованияПВН 9, В/с;Твх - длительность входного интервалана входе преобразователя (на входных шинах 5 и б, т.е. истинное значение входногоинтервала), с;т 1 - задержка входного сигнала первымусилителем 1, с,т 2 - задержка входного сигнала вторымусилителем 2, с;Ьт- разность времен задержки второгои первого усилителей, с,По истечении промежутка времени,превышаюЩего максимально возможныйпреобразуемый интервал (верхний диапазон) в сумме с длительностью формируемого одновибратором 16 импульса(определяющего время преобразованияПНВ 9), на входную шину 9 вновь поступаетимпульс сброса (см. фиг. 2), а на шины 5 и 6сигналы с выходов объекта измерения, означающие начало и конец преобразуемого интервала. Импульсом сброса триггер 10устанавливается в противоположное состояние "0", замыкая ключи 12 и 14 и размыкаяключи 11 и 13. При этом изменяется включение усилителей 1 и 2, так как старт-импульс(на первой входной шине 5) поступает черезоткрытый ключ 12 на вход (т,е. другого, чемпри первом включении) усилителя 2, усиливается им и через коммутатор 4 подается напервый вход преобразователя 7, Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступаетчерез открытый ключ 14 на вход (т,е. другого, чем при первом включении) усилителя 1,усиливается им и через коммутатор 4 подается на второй вход преобразователя 7, Последний преобразует временной интервалмежду старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напряжениеОвых 2, раВНОЕОвых 2 К(Твх+ 1 - г 2 ) = К 1 вх - Л т ) . (2)Блок 8 усреднения определяет среднее арИфМЕтИЧЕСКОЕ Ор Из дауХ ЗНаЧЕНИй Овых 1 И Овых 2, раВНОЕ О Овых 1 + Овых 2 вр 2 КТвх Это напряжение поступает на выход преобразователя временного интервала и соответствует истинному значению измеряемого интервала Твх, так как, как следует из выражения (3), из результата(3) 10 преобразования исключены временные параметры усилителей 1 и 2, влияющие на точность преобразования в прототипе Преобразователь 7 работает следующим образом.После разряда конденсатора 18 с помощью ключа 17 импульсом сброса, поступающим на вход преобразователя 7, и приема старт-импульса начинается заряд конденсатора 18 постоянным током УГТ 15 20 25(см фиг. 2), Заряд продолжается до появле 30 35 40 50 55 ния стоп-импульса, поэтому напряжение на конденсаторе 18 в конце заряда пропорционально временному интервалу между старт- и стоп-импульсами, По сигналу на втором входе преобразователя 7 срабатывает также одновибратор 16, который замыкает ключ 20, в результате чего напряжение с конденсатора 18 через повторитель 19 в конце цикла преобразователя поступает на выход.Блок усреднения 8 запоминает выходное напряжение преобразователя 7 с помощью элемента памяти до следующего цикла преобразования. Элемент усреднения может быть выполнен также на элементах вычислительной техники в виде последовательной цепи из синхронизируемых по сигналу одновибратора 16 АЦП, сумматора и делителя.Формула изобретения 1. Устройство для преобразования временного интервала в напряжение, содержащее два усилителя, преобразователь время-напряжение, отл ича ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два коммутатора, триггер и блок усреднения, выход которого является выходной шиной, а вход соеДинен с выходом преобразователя время-напряжение, управляющий вход которого объединен с входом триггера, является шиной "Пуск", а первый и второй информационные входы соединены соответствующими выходами первого коммутатора, первый и второй уп 1702527равляющие входы которого объединены с соответствующими управляющими входами второго коммутатора и подключены к прямому и инверсному выходам триггера, а первый и второй информационные входы первого коммутатора соответственно через первый и второй усилители подключены к соответствующим выходам второго коммутатора, первый и второй информационные входы которого являются соответственно первой и второй входными шинами,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый из коммутаторов выполнен на четырех ключах, первые входы первого и второго из которых обьединены и являются первым информационным входом коммутатора, вторым информационным входом которого являются информационные входы третьего и четвертого ключей, управляющие входы первого и третьего ключей объединены и являются первым управляющим входом коммутатора, вторым управляющим входом которого являются управляющие входы второго и четвертого ключей, выходы первого и четвертого ключей являются первым выходом коммутатора, вторым выходом которого являются выходы второго и третьего ключей,3,Устройствопоп,1,отличаю щее 5 с я тем, что преобразователь время - напряжение выполнен на управляемом генераторе тока, одновибраторе, двух ключах,элементе памяти, выполненном на конденсаторе и повторителе напряжения, выход10 которого соединен с информационнымвходом первого ключа, а вход объединен спервым выводом конденсатора, информационным входом второго ключа и подключен к выходу управляемого генератора тока,15 первый и второй входы которого являютсяпервыи и вторым информационными входами преобразователя, выходом и управляющим входом которого являютсясоответственно выход первого ключа и уп 20 равляющий вкод второго ключа, выход которого обьединен с вторым выводомконденсатора и является шиной нулевогопотенциала, а управляющий вход второгоключа через одновибратор объединен25 с первым входом управляемого генератора тока,1702527 оставитель И.Рома ехред М,Моргентал новаРедактор З.Ходакова Т Коррек Т.П.орректор Т.Пал Заказ 4551 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета п 113035, Москва, Жроизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгоро гарина, 10 1 ЛПодписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 5, Раушская наб., 4/5