Преобразователь переменного напряжения в цифровой код

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз Советскнк Сецналнстическнк Республнк(21) 2381526/18-2 5 Ц М. Кл,03 К 13 рнсоеднненнем заявки рствениый ко(иитетМинистров СССРела(к изобретенийи открытий осуовепо Приоритет(53) УДК 43) б 81.325 (088.8) лнковано 0512,78. Бюллетень 45) Дат лнковання описания ОЫ 2(72) Авторы нзобретення Парнико Павлинов отехнический ннститу язансПРЯЖЕНИЯ й п еоб ойства -5 ток этого преобртродействие и оти многократногов фиксированные Недост низкое бы возможнос амплитуды лупериода Цель п повышениеователя тствие мерения менты по едлагаемо быстродей изобретен вня и расшиние Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве аналого-цифрового преобразователя, а также в качестве измерительного органа стабилизаторов и резисторов переменного напряжения.Известны преобразователи переменного напряжения в цифровой код, которые содержат устройство сравнения, генератор импульсов, счетчик, формирователь опорного напряжения, блок управления 1 .Недостаток известного устр низкое быстродействие.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является преобразователь, содержащий как и предлагаемый преобразователь, фаэоинвертор, блок управления, генератор пилообразной развертки, преобразователь время-код 2 . функциональных осте р Разователя.Она достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в цифровой код,содержащий фазоинвертор,вход которого подключен к выходной шине и к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом фазоинвертора, генератор пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход соединен с первым входом порогового сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход порогового сравнивающего устройства подключен к первому входу преобразова" теля время-код, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управ ления, дополнительно введены два управляемых ключевых элемента, причем первый вход первого элемента соединен с выходом фазоинвертора, его второй вход - с третьим выходом блока управления, а выход объединен с выходом второго ключевого элемента и подключен ко второму входу генератора пилообразного напряжения, первый вход второго ключевого элемента соединен с входной шиной, его второй вход соединен с четвертым выходом блока управления, Блок управления содержит устройство синхронизации, входы которого соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход устройства синхронизации через генератор тактовых импульсов соединен со входом первого ждущего мультиибратора и со входом коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, выход первого ждущего мультивибратора соединен со входом второго 10 ждущего мультивибратора, со вторым входом блока управления и с первыми входами двух элементов И, вторыевходы которых подключены ко второму и третьему выходам устройства син- Ц хрониэации, а выходы - к третьему и четвертому выходам блока управления, выход второго ждущего мультинибратора подключен ко вторым входам группы элементов И, выходы которых подключе- у ны к первому входу генератора пилообразного напряжения.Блок-схема преобразователя переменного напряжения в цифровой код приведена на фиг. 1; на Фиг. 2 даны диаг раммы его работы.Вход преобразователя 1 и выход Фазоинвертора 2 соединены с блоком 3 упраления через управляемые ключевые элементы 4 и 5 с генератором б пило 30 образного напряжения, а выходы блока 3 управления связаны с управляющими входами ключевых элементов 4 и 5, ге,нератором 6 пилообразного напряжения и преобразователем 7 время-код, причем 35 выход порогового сравнивающего устройства 8, второй вход которого соединен с источником 9 опорного напряжения, а первый с генератором 6 пилообразного напряжения подан на другой вход 40 преобразователя 7 нремя-код.Блок управления выполнен так, что его входы соединены с устройством 10 синхронизации, связанным своими выходами с генератором 11 тактовых импульсов и через элементы И 12 и 13 с управляющими ходами ключевых элементов 4 и 5, а выход генератора 11 тактовых импульсов подается через коммутатор 14 на ряд элементов И 15, 16 и 17 и через первый ждущий мультивибратор 18 на вторые нходы элементов И 12 и 13, преобразователь 7 время-код, и на другой ждущий.мультинибратор 19, выходи которого соединены со входами ряда элементов 15, 16 и 1, связанными с генератором б пилообразного напряжения.В основу метода измерения амплитудного значения входного напряжения несколько раз за полупериод заложен принцип измерения амплитуды импульса путем запоминания ее значения на емкости с последующим преобразованием в интервал и времени, путем разряда емкости через стабилизатор тока. 65 Измеряемое напряжение (фиг. 2, а),поступающее на вход устройства, подается на ключевой элемент 4, и инвертированное по фазе (фиг, 2, б)фазоинвертором 2 на упранляющий ключевой элемент 5. Оба напряжения(Фиг, 2, а и фиг. 2, б) подводятся кустройству 10 синхронизации устройства 3 управления, Устройство 10 выдаетимпульсы при каждом переходе синусоидой нуля (фиг. 2,в) для синхронизации генератора 11 тактовых импульсов и дна стробирующих импульса(Фиг. 2,г и Фиг. 2,д), которые поступают соответственно на элементИ 12 и 13, Система, состоящая из ключевых элементов 4 и 5, элементов12 и 13 и Фазоинвертора 2 выполняетроль двухполупериодного выпрямителя,напряжение с которого (отрицательнойполярности) поступает на генератор 6пилообразного напряжения,Выбор интервала, в котором производится измерение, осуществляетсягенератором 11 тактовых импульсов.Сигнал с генератора 11, соответствующий моменту времени т, (Фиг. 2, а),запускает мультивибратор 18, с выхода которого импульс (Фиг. 2, е)длительностью, равной половине перио-,да частоты следования тактовых импульсов (фиг. 2, ж) проходит черезэлемент И 12 (положительный полупериод входного напряжения) или элемент И 13 (отрицательного полупериода) для управления ключевыми элементами 4 й 5, открывая вход. Входное напряжение через элементы 4 и 5поступает на генератор 6 и запоминается на его емкости, На емкости Фиксируется напряжение, соответствующеемоменту окончания импульса со ждущегомультивибратора 18. Задним фронтомимпульса (фиг, 2, е) запускается ждущий мультивибратор 19, которыйФормирует импульс (Фиг. 2, з), поступающий на элементы И 15, 16 и 17 дляуправления разрядным устройством генератора б.Для того, чтобы результат измерения в интервалах о + 11 + 12и т.д, выражался одинаковым числомимпульсов или одинаковым временныминтервалом, в устройстве имеетсякоммутатор 14 выбора интервала измерения, который разрешает прохождениеимпульсов с мультивибратора 19 нагенератор б через один из элементовИ 15, 16 и 17, выходы которых связаныс устройством изменения разрядного токагенератора б пилообразного напряжения.Таким образом, разрядный ток генератора пилообразного напряжения определяется интервалом входного напряжения,в котором производится измерение.Управляется коммутатор 14 импульсамигенератора тактовых импульсов и работает н соответствии с фиг. 2, и, к, л.Напряжение, получаемое на ныходе ге 636797нератора пилообразного напряжения (фиг. 2, м), поступает на вход порогового сравнивающего устройства 8, на другой вход которого подается опорное напряжение от источника 9 опорного напряжения (в данном случае О= О ) временной интервал, определенный моментом равенства опорного напряжения и напряжения с генератора 6 (фиг, 2, м) и моментом окончания импульса с мультивибратора 18,поступает на преобразователь время-код 7, где преобразуется в цифровой код О путем заполнения интервала времени (фиг. 2, о) импульсами опорной частоты.Формула изобретения1. Преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий фазоинвертор, вход которого подключен к входной шине и к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом фазоинвертора, генератор пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход соединен с первым входом порогового сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход порогового сравнивающего устройства подключен н первому входу преобразователя время-код, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два управляемых ключевых элемента; причем первый вход первого элемента соединен с выходом фазоин" вертора, его второй вход - с третьим выходом блока управления, а выход объединен с выходом второго ключевого элемента и подключен ко второму входу генератора пилообразного напряжения, первый вход второго ключевого элемента соединен, с входной шиной, его второй вход соединен с четвертым выходом блока управления.2. Преобразователь переменного напряжения в цифровой код по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит устройство синхронизации, входы которого соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход устройства синхронизации через генератор тактовых импульсов соединен со входом первого ждущего мультивибратора и со входом коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, выход первого ждущего мультивибратора соединен со входом второго ждущего мультивибратора, со вторым выходом блока управления и с первыми входами двух элементов И, вторые входы которых подключены ко второму и третьему выходам устройства синхронизации, а выходы - к третьему и четвертому выходам блока управления, выход второго ждущего мультивибратора подключен ко вторым входам группы элементов И, выходы которых подключены к первому входу генератора пилообразного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Смолов В.Б., Чернявский Е.А. Универсальные электронные преобразователи, Л Машиностроениеф, 1971, с. 183-185, рис. 3-1.2. Авторское свидетельство СССР 9 222734, кл. 606 Г 15/34, 1967.. Павло Редак лиал ППП Патент, г. Ужгород, улПроект аж 1044ного комиделам изва, ЖЗаказ 6968/49 Тир ЦНИИПИ Государстве по 113035, МоПод ета Со ретени Раушск сноета Министров СССи открытийнаб., д. 4/5