Преобразователь напряжения в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22) Заявлено 1) 2334595/21 присоединение23) Приоритет аявкнН 03 оауднротаанный комитетОоаета Мнннетрое СССРно делам изобретенийн открытий К 681.325,3 (088.8) 3) Опубликовано 5) Дата опублик 25,0378. Бюллетень11вания описания 270278 2) Авторы изобретен П.Вашкевич, Г.И.Краснов, Н.Н. Коннов и Л.Н.Ганков(71) Заявите 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КО которого соеустройства,преобразоватеретий входния, блока срк выходу диффя, дешифраторм блока сразистров 2 .силитель выпофициентом усикоторого олреавновешиванияношением усилителя, один вход нен с входной клеммой гой вход - с выходом кода в напряжение, т выходом блока управле нения, подклю:енного ренциального усилител соединенного с выходо ния, клапанов и региДифференциальный у нен с переменным коэф ления, величина М; деляется по тактам урсоответствии с сост 0 в15 Изобретение относится к измерительной и вычиелительной технике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системахИзвестны преобразователи напряжения в код параллельно-последователь; ного уравновешивания, циклические, в которых в -каждом такте преобразования параллельно определяются несколько разрядов цифрового кода, содержащие дифференциальный усилитель, преобразователь напряжения в код, схемы сравнения, шифратор и регистры, В них размеры и положение шкалы эталонных напряжения (ШЭН) устанавливаются в предположении, что эа время с момента предыдущего сравнения сигнала с ШЭН до момента текущего сравнения входной сигнал изменился незначительно 11 .Однако в этих преобразователях на пряжение в код преобразуется в ограниченном частотном диапазоне. При расширении частотного диапазона преобразуемых сигналов в низ возрастают динамические погрешности.Известен аналого-цифровой преобразователь параллельно-последовательного уравновешивания с масштабным преобразованием нескомпенсированной разности, состоящий из дифференциального де щ - число схем сравнения;д. - основание системы счисленияПроцесс преобразования напряжениякод состоит из трех тактов, в кажом иэ. которых производится квантоание сигнала на восемь уровней.Однако такой преобразователь пребразует напряжения, изменяющиеся со коростью, не превосходящей 0,5 кван- а младшего разряда за время преобазования. По этой причине частотный иапазон преобразуемых им напряжений граничен. При увеличении допустимой корости изменения преобразующего сигнала в них возрастают динамические погрешности.Цель изобретения - увеличение допустимой скорости изменения входного сигнала путем изменения коэффициента масштабного преобразования нескомпенсированной разности по тактам уравновешивания с тем, чтобы исключить выход преобразуемого сигнала из пределов шкалы эталонных напряжений.Это достигается тем, что в преоб разователь, содержащий дифференциальный усилитель с переменным коэффициентом усиления, один вход которого соединен с входной клеммой устройства, другой вход - с выходом преобразовате ля кода в напряжение, третий вход - с выходом блока управления, блок сравнения, подключенный к выходу дифференциального усилителя и к выходу блока управления, шифратор, соединенный с 29 выходами блока сравнения, клапаны и регистр одни входы которых соединены с выходами блока управления, другие входы регистра соединены с выходами клапанов, а выходы регистра соединены дз с входами преобразователя кода в напряжение, введены сумматор, элементы ИЛИ, шины кода смещения шкалы и дополнительные клапаны, входы синхронизации которых соединены с выходами блод ка управления, причем одни входы сум; матора через дополнительные клапаны соединены с выходами шифратора, другие входы сумматора соединены соответственно с выходами одних элементов ИЛИ входы которых через соответствующие дополнительные клапаны соединены с выходами шифратора, входы младших разрядов сумматора через другие элементы ИЛИ и дополнительные клапаны подключены к шинам кода смещения шкалы, а выходы сумматора через клапаны соединены с входами регистра.На чертеже показана структурная схема предлагаемого преобразователя напряжения в код. 45Преобразователь напряжения в код содержит дифференциальный усилитель 1, один вход которого соединен с входной клеммой устройства 2, другой вхофс выходом преобразователя кода в на пряжение 3, третий вход - с выходом блока управления 4. Дифференциальный усилитель. 1 выполнен с переменным коэффициентом усиления, величину М; которого определяют по тактам уравно- Я вешивания 1 . в соответствии с соотношением 1 М М пч 42.+где п - число схем сравнения;% - допустимое приращение сигнала на 1 -м такте, стнесенное к величине кванта младшего разряда кодаУстройство состоит также из блока сравнения 5, подключенного к выходу дифференциального усилителя 1 и к 66 выходу блока 4 управления, шифратора 6, соединенного с выходами блока 5 сравнения, клапанов 7 и регистра 8, Одни входы клапанов 7 и регистра 8 соединены с выходами блока 4 управления, другие входы. регистра 8 соединены с выходами клапанов 7, а выходы регистра 8 соединены с входами преобразователя 3 кода в напряжеуие.Устройство снабжено также сумма" тором 9, дополнительными клапанами 10, 11, 12, 13 и 14, входы синхронизации которых соединены с выходами блока 4 управления, и элементы ИЛИ 15, 16, 17, 18, 19 и 20, Причем одни входы сумматора 9 через дополнительные клапаны 10 соединены с выходами шифратора б. Другие входы сумматора 9 соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ 15, 16, 17, 18, 19 и 20, входы которых через соответствующие дополнительные клапаны 10, 11, 12 и 13 соединены с выходами шифратора б.Входы младших разрядов сумматора 9 через дополнительные клапаны 14 и элементы ИЛИ 19 и 20 подключены в шинам кода смещения шкалы 21, Выходы сумматор 9 через клапаны 7 соединены с входами регистр 8 8Преобразователь напряжения в код работает следующим образом, По сигна-, лу блока 4 управления коэффициент усиления М дифференциального усилителя 1 устанавливается равным 1, затем регистр 8 сбрасывается в нуль, а в сумматор 9 заносится нуль. Далее в сумматор 9 через клапан 14 заносится код смещения шкалы, который вводится, чтобы исключить выход преобразуемого сигнала из диапазона шкалы эталонных напряжений на следующем такте уравновешиванияПосле установления переходных процессов в преобразователь кода в напряжение 3 и дифференциальном усилителе 1 преобразуемое напряжение 0 поступает в блок 5 сравнения, где оно сравнивается с набором эталонных напряженийРезультат сравнения Фиксируется в блоке сравнения 5. По результату сравнения, указывающему на принадлежность преобразуемого напряжения 0, определенному кванту шкалы эталонных напряжений, шиФратор б Формирует двоичный код номера этого кванта. Затем двоичный код номера кванта подается через клапаны 10, на входы сумматора 9, который образует путем сложения с ранее занесенным кодом смещения шкалы код компенсирующего напряжения. Далее код компенсирующего напряжения через клапан 7 заносится в регистр 8. В соответствии с этим кодом преобразователь 3 вырабатывает компенсирующее напряжение О. На этом один такт уравновешивания преобразуемого напряжения 0 заканчивается.Во втором такте уравновешивания коэффициент усиления Мд 1 дифференциального усилителя 1 изменяется на М,равный, например, 6. Разность 60: и- О усиливается в 6 раз и вновь постуйает на вход блока сравнения 5.По результату сравнения, зафиксированному в блоке сравнения 5, шифратор 6 формирует очередные три разряда двоичного кода преобразуемого.напряжения, которые через клапаны 11, элементы ИЛИ 15 и 16 поступают на входы сумматора 9,. содержимое которого предварительно изменено на величину смещения. шкалы. Двоичные коды, определенные на первом и втором тактах урав новешивания, суммируются в сумматоре 9 с перекрытием их в разрядах,Далее двоичный код с выхода сумматора 9 через клапан 7 передается в регистр 8, сигналы с выхода которо го инициируют выработку компенсирующего напряженияОПроцесе определения очередных разрядов двоичного кода преобразуемого напряжения в третьем и в четвертомтактах идет в последовательности, аналогичной описанной, с тем лишь отличием, что коэффициент усиления дифференциального усилителя 1 устанавливается равным М=М 4 = 6 4 "24 и 8 О М 4=М 2 = 242 -. 48. В четвертом такте код смещения шкалы на входы. сумматора 9 не подается, так как компенсирующее напряжение в нем не вырабатывается.35Увеличение допустимой скорости изменения входного сигнала при сохранении заданного уровня динамической погрешности в устройстве обеспечивается заданием условий работы, исключающих 40 выход преобразуемого напряжения вследствие его изменения в процессе преобразования иэ шкалы эталонных напряжений. Формула изобретенияПреобразователь напряжений в код, содержащий дифференциальный усилитель с переменным коэффициентом усиления, один вход которого соединен с входной клеммой устройства, другой вход - с выходом преобразователя кода в напряжение, третий вход - с выходом блока управления, блок сравнения, подключенный к выходу дифференциального усилителя и к выходу блока управления, шифратор, соединенный с выходами блока сравнения, клапаны и регистр, одни входы которых соединены с выходами блока управления, другие входы регистра соединены с выходами клапанов, а выходы регистра соединены с входами преобразователя кода в напряжение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения допустимой скорости изменения входного сигнала, в него введены сумматор, элементы ИЛИ, шины кода смещения шкалы и дополнительные клапаны, входы синхронизации которых соединены с выходами блока управления, причем одни входы сумматора через дополнительные клапаны соединены с выходами шифратора, другие входы сумматора соединены соответственно с выходами одних элементов ИЛИ, входы которых через соответствующие дополнительные клапаны соединены с выходами шифратора, входы младших разрядов сумматора через другие элементы ИЛИ и дополнительные клапаны подключены к шинам кода смещения шкалы, а выходы сумматора через клапаны соединены с входами регистра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Р 213616, М.кл. Н ОЗ Е 13/1, 16.07.71.2, ЦЛФровые электроиэмерительные приборы. Под ред. В.М.Шляндина, М., Энергия, 1972, с.298..Пат Проект лиал Тираж 1086 Подписно сударственного комитета Совета Ипо делам изобретений и открыти 035 Москва ЖРа шская наб.