Функциональный преобразователь напряжения в код

ш 1 475734 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 04.01.72 (21) 1735964/26-9 51) М. Кл. Н 031 с 13/1 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий 23) ПриоритетОпубликовано.09.75 а о икования описан вторызобретени В,ев и Е, И. Райзбер) Заявител 54) ф ОНАЛ ЬНЬ 1 Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД 1 1 /х1К 2у х Изобретение относится к технике преобразования информации в аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода управляющих ЦВМ.Известен функциональный преобразователь напряжения в код, содержащий схему управления, причем ее вход подсоединен к выходу схемы сравнения, вход которой соединен с выходом первого интегрирующего операционного усилителя, выходы - к коммутирующим ключам, причем вход первого ключа соединен с первым источником преобразуемого напряжения, а вход второго ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения.Однако известный функциональный преобразователь напряжения в код имеет сложную схему, низкие точность и помехоустойчивость и не имеет возможности реализации более одной функции.Целью изобретения является упрощение схемы, повышение точности, помехоустойчивости и возможности реализации более одной функции.Предложенное устройство реализует функе У., У - входные сигналы, Кь К 2, Кз - некоторые коэффициен Для достижения поставленной цели в функ циона льный преобразователь напряжения вкод введены дополнительные ключи и интеграторы, причем вход третьего ключа соединен с источником эталонного напряжения, вход четвертого - с общей шиной, а выходы пер вого, третьего и четвертого ключей - с входом второго интегратора, вход пятого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, вход шестого ключа соединен со вторым источником преобразуемого напряже ния, вход седьмого ключа - с общей шиной,а выходы второго, пятого, шестого и седьмого ключей - со входом третьего интегратора, вход восьмого ключа соединен с выходом второго интегратора, вход девятого ключа - с 20 выходом третьего интегратора, вход десятогоключа - с общей шиной, а выходы восьмого, девятого и десятого ключей подключены ко входу первого интегратора, параллельно емкости второго интегратора подключены один надцатый ключ и резистор, параллельно емкости третьего интегратора - последовательно соединенные двенадцатый ключ и резистор,На фиг. 1 показана структурная схемафункционального преобразователя напряже ния в код; на фиг. 2 - графики изменениянапряжений Уь Уз, Уз на выходах первого,второго и третьего интеграторов соответственно, при получении функции У 1 = К 1 У УФункциональный преобразователь напряжения в код содержит коммутирующие ключи 1 - 12; первый - 13, второй - 14 и третий - 15 интеграторы; схему 16 сравнения, схему 17 управления; источник 18 эталонного напряжения; регистр 19 и резисторы 20 и 21.В Режиме полУчениЯ фУнкции Ж=К 1 У Сх устройство работает следующим образом.В момент 1 о замыкаются ключи 1 и 8. Входной сигнал оl (со входа 22) поступает на интегратор 14, напряжение с выхода интегратора 14 - на интегратор 13.Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по законус си,щ=-иа,о огде о, = БС, = Я,С,ф 1 - сопротивление резистора 23;С 1 - емкость конденсатора 24,Я 2 - сопротивление резистора 25;С 2 - емкость конденсатора 26),и в момент 1,ц р ) сх Т 22 с,-.где Т,.=, - 1,.В момент 1, ключи 1 и 8 размыкаются, замыкаются ключи 2 и 9. Напряжение с источника 18 эталонного напряжения поступает на интегратор 15, напряжение с интегратора 15 - на вход интегратора 13.Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по законус сц И) =ц А) -- ц,а,1. сссз где ,=,С,;Лз - сопротивление резистора 27;С, - емкость конденсатора 28;Ув - эталонное постоянное напряжение.В некоторый момент0,(8,) =Огде Т=1, - 1,.В момент перехода напряжения сс, через нуль схема 16 сравнения изменяет выходной сигнал, схема 17 управления прекращает кодирование временного интервала Т = 12 - 11, и код младших разрядов счетчика времени схемы 17 управления заносится в регистр 19. Код функционального преобразования параметраЖ, =Т.где т =т,5 УВ момент 1 замыкаются ключи 4 и 11, вмомент 12 - ключи 7 и 12, что приводит кразряду конденсатора 26 интегратора 14 иконденсатора 28 интегратора 15 до нуля. Это10 состояние сохраняется до начала нового цикла преобразования. Ключ 10 замкнут с момента 12 до начала нового преобразования,Г 1 ри получении функции вида15 Л, == = -у сх схема работает следующим образом.В момент 1 о замыкаются ключи 3 и 8, в момент 11 - ключи 5 и 9.20 Схема 16 сравнения меняет выходной сигнал в момент 12, причем переключение имеет обратный характер по сравнению с переключением при получении функции вида1 Сс - С схВсе процессы в устройстве определяет схема 17 управления (выход 29 управления ключами) в зависимости от того, какую функцию вырабатывает преобразователь и фиксирует З 0 это изменение выходного сигнала схемы 16,как окончание временного интервала. В случае замыкания в момент Го ключей 3 и 8, а в момент 1, - ключей 5 и 9 имеет место функ- ция 25 35ж= т У -- о,.в УЦ,Если в момент 1 о коммутируются ключи 2и 9, а в момент 1, ключи 1 и 8, имеет место40 функция Л 2 - ссс )Г СвУУх При получении функцииж,=к, У;" оХ, =(ВУ,) = -- оЦ,2 60 И, =- (оУ,) = - сУ,2 С 1,2 - С/ .2 65 сигнал с скоммутируется в момент 1 о ключом 1, а сигнал противоположной полярности сс 50 (со входа 30) ключом 6 в момент 1 ьЗначение с.с, и -в формулах, определятвющих коды преобразований, оказываются под знаком квадратного корня. Это свидетельствует об уменьшении в 2 раза влияния их относительных нестабильностей) 1 Рцг.т ьКроме того, так как резисторы 25, 27 логично выбрать однотипными с одинаковым предельным ТКС, конденсаторы 26, 28 также однотипными с одним ТКЕ, а условия работы резисторов 25, 27 и конденсаторов 26, 28 5 близки (лучше, если элементы расположены рядом на плате), нестабильности этих элементов частично взаимно компенсируются ь - з- (о-103 - " (о,Отклонения параметров конденсатора 24 ирезистора 23 не сказываются на точности преобразования.Медленные вариации частоты также не сказываются на точности преобразования, таккак все устройство в целом работает от одного генератора, входящего в схему управления.Интегрирование входного сигнала и высокая крутизна изменения напряжения У,(1) -по квадратическому закону - обеспечиваютхорошую помехоустойчивость схемы для всех 25реализуемых функций. П р ед м ет изобретенияФункциональный преобразователь напряжения в код, содержащий схему управления, 30 причем ее вход подсоединен к выходу схемы сравнения, вход которой соединен с выходом первого интегрирующего операционного усйлителя, выходы - к коммутирующим ключам, причем вход первого ключа соединен с первым источником преобразуемого напряжения, а вход второго ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы, повышения точности, помехоустойчивости и возможности реализации более одной функции, в него введены дополнительные ключи и интеграторы, причем вход третьего ключа соединен с источником эталонного напряжения, вход четвертого - с общей шиной, а выходы первого, третьего и четвертого ключей - с входом второго интегратора, вход пятого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, вход шестого ключа соединен со вторым источником преобразуемого напряжения, вход седьмого ключа - с общей шиной, а выходы второго, пятого, шестого и седьмого ключей - со входом третьего интегратора, вход восьмого ключа соединен с выходом второго интегратора, вход девятого ключа - с выходом третьего интегратора, вход десятого ключа - с общей шиной, а выходы восьмого, девятого и десятого ключей подключены ко входу первого интегратора, параллельно емкости второго интегратора подключены одиннадцатый ключ и резистор, параллельно емкости третьего интегратора - последовательно соединенные двенадцатый ключ и резистор.Техред Т. Миронова Корректор Е. Рогайлина Изд. М 1556 осударственного комитета Со по делам изобретений и от Москва, Ж, Раушская на