Преобразователь напряжения в интервалвремени

Союз СоеетскныСок(капксткческиыРесвубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлена 23,03.79 (21) 2742435/18-24с присоединением заявки рйао двлвк ызввретеннй ы вткрытый(72) Авторы изобретения н В. М. фролов, А. И. федонин и М. П, Шадр Пензенский филиал Всесоюзного научно-ис едовательского технологического института прибор строейия(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ ния Г 2,1Изобретение относится к преобразованию параметров электрических сигналов и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контроля технологического процесса изготовления МОП-БИС,Известны устройства для преобразова-. ния сигналов, основанных на интегрировании напряжения входного сигнала в течение фиксированного цикла с дальнейшим интегрированием во втором фиксированном цикле образцового напряжения в течение информативного интервала времени1).Основным недостатком устройств является низкая точность, обусловленная необходимостью осуществления операции переключения в цепи входного сигнала и низкое быстродействие, определяемое наличием второго цикла преобразования.Также к недостаткам следует отнести пропуск информации во входном сигнале в течение второго цикла, что исключает возможность осуществления непрерывного интегрирования входного сигнала, необходимость осуществления которого возникает в целом ряде случаев.Известное устройство для преобразования сигналов, работа которого основана на непрерывном интегрировании входного сигф нала интегрирующим каналом в течениеодного фиксированного цикла, причем с момента начала фиксированного цикла интегрируется сумма напряжения входного сигнала и образцового напряжения одного знака до момента равенства интегрального значения этой суммы постоянному пороговому уровню и последующим интегрированием в течение информационного интервала времени суммы напряжения входного сигнала и образцового напряжения другого знака до момента окончания фиксированного цикла.В этом устройстве исключается отключение напряжения входного сигнала, а так- Иже имеется возможность получения информации о напряжении входного сигнала эа один фиксированный цикл преобразова 3 80Основным недостатком устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что при изменении напряжения входного сигнала, например, скачкообразным, в силу наличия в нем импульсной обратной связи возникает переходной процесс установления информационного интервала времени. Причем, число циклов установления информативного интервала времени с заданной погрешностью установления может быть значительным.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий интегратор, первый электронный ключ, второй электрон 1- ный ключ, переключаемый источник обра-, зцового напряжения, сравнивающее устройство, триггер, генератор тактовых импульсов, причем вход интегратора соединен с выходом первого электронного ключа и с выходом второго электронного ключа, выход интегратора подключен ко входу сравнивающего устройства и к управляющему входу переключаемого источника образцового напряжения, второй вход сравнивающего устройства подключен к общей шине, выход сравнивающего устройства соединен с первым входом триггера и с управляющим входом интегратора, выход переключаемого источника образцового напряжения соединен со входом второго электронного ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам электронных ключей и ко второму входу триггера З.Основными недостатками данного преобразователя являются низкая точность, обусловленная наличием переключателя, необходимого для осуществления операции переключения в цепи входного сигнала для периодической коммутации Ох и Ц , и низкое быстродействие, определяемое наличием второго цикла преобразования. Кроме того сюда относитсяи пропуск информации о входном сигнале в течение времени второго цикла преобразования, что исключает воэможность осуществления непрерывного интегрирования входного сигнала.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.Поставленная цепь достигается тем, что в преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий интегратор, первый вход которого является входом преобразователя, второй вход подключен к выходу первого ключа, а выход через первый блок сравнения подключен к первому входу первого триггера, второй20 2 30 вторая шина которого подключена к первому входу дополнительного интегратора, соединенному вторым входом с выходом первого ключа, выход дополнительного интегратора через второй блок сравнения подключен к первому входу второго триггере и информационному входу второго включа, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - с третьим входом дополнительного интегратора, второй вход второго триггера и переключающий вход переключаемого источника образцового напряжения подключены к выходу генератора тактовых импульсов,На фиг, 1 изображена. структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Преобразователь (фиг. 1) содержит основной интегратор 1, первый ключ 2, второй ключ Э, переключаемый источник 4 образцового напряжения, первый блок 8 сравнения, первый триггер 6, генератор 7 тактовых импульсов, второй триггер 8, второй блок 9 сравнения, дополнительный интегратор 10, блок 11 эапоЫинания, блок 12 вычитания,На фиг, 2 обозначены диаграммы форме 13 - напряжения входного сигнала; 14 - форма изменения интегрального значения, формируемого основным интегратором 1; 15 - форма изменения интегрального значения, формируемого дополнительным интегратором. 10.Устройство работает следующим образом.В очередном фиксированном цикле преобразования Т ( п), длительность которого ТСОИВЬ, осуществляется интегрирование напряжения входного сигнала. В результате в конце цикла на выходе основного интегратора 1 формируется интегральное значение Ои 1 (см. фиг. 2), ко 1239 4вход первого триггера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с управляющим входом первого ключа, переключаемый источник образцового напряжения и второй ключ, введены дополнительный интегратор, второй триггер, второй блок сравнения, блок вычи - тания и блок запоминания, вход которого подключен к выходу основного интегратора, а выход - к первому входу блока вычитания, второй вход блока вычитания соединен со входом преобразователя, а выход - с информационным входом первого ключа и первой шиной переключаемого источника образцового напряжения,1239 6 воляет осуществить непрерывное интегркрование входного сигнала, что также выгодно отличает его от известного преобразователя. В 80 ,торое запоминается блоком 11 запомина- ния.С началом следующего фиксированного цикла триггер 6 перебрасывается в единичное состояние, замыкая ключ 2, в результате чего наряду с интегрированием входного сигнала основным интегратором 1 производится интегрирование суммы сигналов, один из которых получен в ред, эультате запоминания кнтегральнао значения Ок, а другой - инвертирования напряжения входного сигнала Одо момента равенства выходного: значения интегратора 1 нулю, фиксируемого блоком 5 сравнения.Б течение времени СаЬ фЦ упомянутая выше сумма сигналов одновременно интегрируется дополнительным интегратором 10. Наряду с этим км осуществляется интегрирование образцового напряжения ко .Йалее продолжается интегрирование напряжения входного сигнала основным интегратором 1 для получения интегрального значения напряжения входного сигнала за фиксированный цикл Т+1, а дополнительным интегратором 10 - интегрирование образцового напряжения Оо до конца информативного интервала времени , окончание которого определяется моментом равенства полученного интегрального значения нулю, Сформированный информативный интервал времени Т пропорционален среднему за время Т значению напряжения входного сигнала. Причем, в каждом следующем цикле интер вал ТК пропорционален среднему значению напряжения входного сигнала эа предшествующий цикл.,Таким образом, быстродействие прЮЬ.лагаемого преобразователя характеризуется временем одного фиксированного цикла вместо двух циклов известного преобразователя, причем длительность фикскро ванного цикла преобразования в данном преобразователе равна длительности одного цикла преобразования известного преобразователя.:, Следовательно, предлагаемый преобразователь обладает большим быстродействием. Непрерывное интегрирование напряжения входного сигнала исключает операцию переключения в цепи входного сигнала, что обуславливает более высокую точность преобразования. Кроме того, отсутствие пропуска информации о выходном сигнале позФормула изобретения Преобразователь напряжения в инч1 й тервал времени, содержащий интегратор,первый вход которого является входомпреобразователя, второй вход подключенк выходу первого ключа, а выход черезпервый блок сравнения подключен к перю-М му входу первого триггера, второй входпервого триггера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выходс управляющим входом первого ключа,переключаемый источник образцового нащ пряжения и второй ключ, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности к быстродействия, в неговведены дополнительный интегратор, второй триггер, второй блок сравнения, блок2 З вычитания и блок эапсминания, вход которого подключен к выходу основного интегратора, а выход - к первому входублока вычитания, второй вход блока вычитания соединен со входом преобразователя, а вьиод - с информационным входомпервого ключа к первой шиной переключаемого источника образцового напряжения, вторая шина которого подключена кпервому входу дополнительного интеграЗ тара, соединенному вторым входом с выходом первого ключа, выход дополнительного интегратора через второй блок сравнения подключен к первому входу второго триггера и информационному входувторого ключа, управщпощий вход которого .соединен с выходом второго триггера, а выход - с третьим входом дополнительного интегратора, второй вход второго триггера и переключающий вход пере 4 ключаемого источника образцового напряжения подключены к выходу генератора тактовых импульсов.Источникк информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРХр 505126, кл. Н 03 Е 13/17, 1973.2. Авторское свидетельство СССРМ 365038, кл, Н 03 К 13/20, 1971,3. Авторское свидетельство СССРМ 132863, кл. Н 03 К 13/20, 1960Рие, ЯСоставитель С. БелаТехрей МЛоя Лушник Демч ейа ректор Зак писное ССР д. 4/"Патент,филиал П горой, ул, Проектна з 1045577 Тираж 999 ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская на