Преобразователь напряжения в код грея

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ВУОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ6) ДОполннтельное к авт, свид-ву Союз СоветскмхСоцналмстмческнхРеспублнк(22) Заявлено 11.05.7 с присоединением зая 51)М, К 916094/Х 803 К 13/О Государстааиный квинтет Совета Мнннстраа СССР аа делам изабратвннй и открыий5) Дата опубликования описания 14.07.7(71) Заявитель 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД ГРЕЯ 2 Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и можетбыть использовано при построении устройств контроля и управления.Известен преобразователь напряженияв код Грея, содержащий источник эталонного напряжения и в каждом разряде дифференциальный операционный усилитель,выход которого соединен с соответствующим выходным зажи.лом устройстваи со входами двух противоположно включенных нелинейных двухполюсников, выходы которых через резисторы подключены к первому входу операционного усилителя и через соответствующие ключи, управляющие входы которых соединены,с выходом операционного усилителя, к общей шине 1.Недостатком известного преобразователя является то, что в каждом разряде преобразователя используется два решающих усилителя, наличие которых в разряде увеличивает потребляемую мощность, усложняет устройство и снижает его нал еж ность. Цель изобретения упрощение устройства и повышение быстродействия-достигается тем, что в преобразователе,содержащем источник эталонного напряжения и операционные усилители, нелинейные двухполюсники, резисторы, ключи иобщую шину, выход каждого нелинейногопвухполюсника через резистор соединенс соответствующим входом операционнота го усилителя последующего разряда, первых вход операционного усилителя всехразрядов, кроме старшего и знакового,и второй вход операционного усилителястаршего разряда через соответствующиерезисторы соединены. с шиной эталонного источника напряжения.На фиг. 1 дана структурная схемаразряда преобразователя; иа фиг. 2 структурная схема двухполярного преоб 2 а разователя напряжения (ПНК) - код)ея; на фиг. 3 - схема преобразователя для измерения отрицательных входныхнапряжений при о рицательном эталонном; на фиг. 4 - то же, при положитель ном эталонном.621 084 3Каждый разряд преобразсвателя сьГдержит усилитель 1 постоянного тока,ава нелинейных двухполюсника 2 и 3,соединенные последовательно соответственно с резисторами 4 и 5 отрицательной обратной связи усилителя. Входныенапряжения подаются через резисторы6 и 7 напряжение эталонного источника поступает через резистор 8. К неинвертирующему входу усилителя доаключенрезистор 9, с помощью которого устанавливается необходимый коэффициент пере 1 адачи по неинвергирующему входу (обозначен знаком ф ). Этот же резистор может быть использован аля подачи эталонного напряжения на усилитель. При этомиеобходимость в резисторе 8 отпадает.15Усилитель каждого разряда имеет тривыхода: выхоа положительных напряженийс выхоаа авухполюсника 2, выход отрицательных напряжений с выхода двухпо 2 Олюсника 3 и логический выход с выходаусилителя,Преобразователь включает ключи 10и 11, выхоа 12 усилителя, знаковый разряд 13, старший разряд 14, аифференци 25альный разряд 15, узлы 16 и 17.При положительном выходном нпряжен и усилителя авухполюсник 2 нахоаитсяв проводящем состоянии, а авухполюсник3 - в непровоаящем, транзисторный ключ3011 открыт, транзисторный ключ 10 закрыт, а при отрицательном авухполюсник3 находится в провоаящем состоянии, адвухполюсник 2 - в непроводящем, ключ11 закрыт, а ключ 10 открыт,35Коэффициент пеоеаачи усилителя какпо инвертирующим, так и по неинвертирующим вхоаам равен двум,Напряжения, поступающие на одинвхоц усилителя, алгебраически суммируютОся, а напряжения, поступающие на разные входы,.алгебраически вычитаются.Благодаря транзисторным ключам, включенным на выходах усилителя, выходноесопротивление разряда Со стороны выходов осгается близким к нулю вне зависимосту от величины проводимости двухполюсников 2 и 3, Это дает возможностьобеспечить модуль коэффициента передачиусилителя последующего разряда по обоим входам равным двум.Вариантов, построения различных модификаций ПНК, в основе которых лежитразряд, изображенный на фиг. 1, можетбыть много, Это следует иэ того, что 55входов у усилителя два, эталонное напряжение может быть положительным илиотрицательным, а сам ПНК может бытькак однополярным, так и двухполярным,Но аля всех вариантов должно соблюдаться следующее правило, На один входусилителя подаются только разнополярные напряжения, одно из которых является эталонным, другое - напряжениемс одного из выходов усилителя предыдущего разряда, а на второй вход - напряжение с противоположного выхода усилителя предыдущего разряда, При измерении однополярного напряжения первымразрядом является разряд, аналогичныйвсем последующим разрядам преобразователя, за исключением того, что в избежание необходимости инвертировать кодовыйвыход первого разряда, эталонноенапряжение в первом разряде подаетсяна вход усилителя противоположной входам, на которые подается эталонное напряжение в усилителях всех последующихразрядов,При атом полярность напряжения ло -гических выходов, которая должна бытьзасчитана единицей в коде Грея, определяется по первому разряду так, Еслиэталонное напряжение подано на инвертирующий вход усилителя старшего разряда, то "единицей в коде фея должнозасчитываться напряжение на логическихвыходах разрядов, совпадающее по знакус эгалонным напряжением. Если же эталонное напряжение подается на неинвертирующий вход усилителя первого раэряца,то напряжение на логических выходахразрядов по знаку противоположно эталонному напряжению.В случае измерения двухполярного напряжения измеряемое напряжение предварительно поаается на определитель поляркости, представляющий собой схему разряда, на которую не подается эталонноенапряжение и коэффициент передачи которой может быть отличен от авух и опре)деляется соотношени:м эталонного и максимального измеряемого напряжений, Приатом индикация полярности входного напряжения производится по логическомувыходу разделителя полярности,В преобразователе,представленномна фиг. 4, входное напряжение посгупает на инвергируюпцш вхоа опреаелигеля18 полярности, неинвертирующий входкоторого через резистор соединен общей шиной. Отрицательное напряжение,появившееся на логическом выходе определения полярности, соответствует положительному входному напряжению. Поскольку эталонное напряжение отрицательно и поступает на неинвертирующий входусилителя первого разряда, выход определителя полярности соединен также с621 084сригЗСоставитель П. ЛягинРедактор Н. Хлудова Техред Э. Чужик Корректор А.Заказ 4674/81 Тираж 1086 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССпо делам изобретений и открытий113038, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4