Функциональный преобразователь

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОУСКОМУ СВИ ЮТВЛИЗВУСееез Сфветсннз Свйавктнчесмнх Разублнк,51) М. Кл.з с присоединением заявки Мо С 06 С 7/26 Государственный комнтет СССР яо деаав изобретений я открытий(72) Авторыизобретения Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ и цепь сброса. Этот преобраэова"тель имеет интервал времени, прямопропорциональный первой степенивходного напряжения 2.Недостатком известного функционального преобразователя являетсяотсутствие возможности получениявыходного интервала времени, прямопропорционального квадрату входного О напряжения, что при имеющихся преимуществах сужает область его примене ния при преобразовании интегральнымхарактеристик электрических сигналовпеременного тока.5 цель изобретения - расширениекласса воспроизводимых функций.Указанная цель достигается тем,что в известный Функциональный преобразователь, содержащий два интегра тора, причем первый вход первого интегратора соединен с входной шинойпреобразователя, а выход первого интегратора через компаратор знака под"ключен к первому входу источника об" 25 разцовых напряжений, второй вход которого соединен с выходом первогоблока сравнения, подключенного входами к выходам первого и второго интег"раторов, первый триггер, первый ЗО вход которого соединен с выходом геИзобретение относится к цифровой фэлектроизмерительной технике и может быть использовано при создании цифровых измерителей интегральных параметров электрических сигналов переменного и постоянного тока, а также в сос" таве аналого-цифровых вычислительных машин в качестве функциональных преобразователей.Известен преобразователь, содержащий интегратор, подключаеМый источник образцовых напряжений, два блока сравнения, генератор пилообразного напряжения, генератор тактовых импульсов, триггер и ключ 13. Выходной интервал времени у него прямо пропорционален первой степени входного напряжения.Недостаток данного преобразователя заключается в невозможности получения временного интервала, прямо пропорционального квадрату входного напряжения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаеМому является преобразователь, содержащий блок сравнения, переключаемый источник образцовых напряжений, компаратор знака, электронный переключатель,ге" нератор тактовых импульсов, триггер А.Б. Андреев, А.А. Богородицкий, З.Ю. Готра, Э.Н-. Дэисйа,.".;., В.М. Фролов и М,П. Шадриннератора тактовых импульсов, второй вход подключен к выходу первого блока сравнения, а выход является первым выходом преобразователя и подключен к первому входу цепи сброса, выход которой связан со входом сброса второго интегратора и управляющему входу первого переключателя, сигнальный вход которого соединен с выходом источника образцовых напряжений, а . первый выход подключен ко второму входу первого интегратора, введены второй блок сравнения, второй триггер и второй переключатель, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, сигнальные входы соединены соответственно с входной шиной преобразователя и вторым выходом первого переключателя, а выход подключен ко входу второго интегратора, выход которого через второй блок сравнения соединен со вторым входом цепи сброса и первым входом второго триггера, выход которого является вторым выходом преобразователя,а второй вход подключен к выходу первого блока сравнения.На Фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на Фиг.2 временные диаграммы его работы.Преобразователь (Фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 инТеграторы, цепи 3 сброса, компаратор 4 знака, первый блок 5 сравнения, первый триггер б, первый переключатель 7, источник 8 образцовых напряжений, генератор 9 тактовых импульсов, второй переключатель 10, второй блок 11 сравнения, второй триггер 12.На временных диаграммах работы преобразователя (фиг. 2) обозначены: 13 - форма напряжения на входной шине преобразователя,. 14 - форма сигнала на выходе генератора 9 тактовых импульсов, 15 - форма напряжений на входах первого блока 5 сравнения, 16 - Форма сигнала на выходе первого блока 5 сравнения, 17 - форма.сигнала на выходе второго блока 13 сравнения, 18 - форма напряжения на выходе переключаемого источника 8 образцовых напряжений. Устройство работает следующим об разом.Пусть на входную шину подано поло жительное преобразуемое напряжение (Ф Ох) . В момент времени 1., импульс с выхода генератора 9 тактовых импульсов вызывает срабатывание первого триггера б. При этом первый элект ронный переключатель 7 подключает положительное образцовое напряжение (ФОО) с выхода переключаемого источника 8 образцовых напряжений к одно" му из входов первого интегратора 1, второй электронный переключатель 10 подключает преобразуемое напряжение О ко входу второго интегратора 2.В Хэтот же момент времени отключается цепь 3 сброса, В результате выходноенапряжение первого интегратора 1 начинает линейно возрастать со скоростью - д-. - Х, а выходное напряжениевторого ийтегратора 2 - линейно убывать со скоростью Й(Е - постояннаяТвремени интеграторов 1 и 2). В момент временивыходные напряженияобоих интеграторов 1 и 2 оказываютсяравными, что приводит к срабатываниюпервого блока 5 сравнения. Импульс 1 О с последнего вызывает срабатываниепервого б и второго 13 триггеров,Приэтом второй электронный переключатель10 отключает преобразуемое напряжение ОХ от входа второго интегратора 1 2. Первый электронный переключатель7 отключает образцовое напряжениеОО от входапервого интегратора 1 иподключает его через второй электронный переключатель 10 ко входу второ О го интегратора 2. В результате выходное напряжение первого интегратора1 начинает линейно убывать со скоростью -4- , а выходное напряжениевторого интегратора 2 - линейновозраст ть со скоростью -Р . В момент времени с выходное напряжение3второго интегратора 2 достигает нуля, что приводит к срабатыванию второго блока 11 сравнения, Импульс споследнего вызывает срабатывание вто- ЗО рого триггера 12 и цепи 3 сброса. Врезультате выходное напряжение второго интегратора 2 поддерживается равным нулю до прихода очередного тактового импульса. В момент времени 4 З 5 приходит очередной тактовый импульсс выхода генератора 9 тактовых импульсов, вновь срабатывает первый триггер б и цикл работы повторяется.При смене знака преобразуемого на пряжения, например в момент временис 5., происходят следующие процессы.Начиная с момента времени с, выходное напряжение первого интегратора1, которое до этого момента времени 45 возрастало со скоростью Й, про 0 -Одолжает возрастать, но с большей скоростью, равнойОх . Выходное напряжение второго йнтегратора 2, которое до момента времени с убывало щ со скоростью , начинает возрастать9 чс той же скор стью. В момент временис выходное напряжение первого ин 6тегратора 1 достигает нуля, что приводит к срабатыванию компаратора 4знака, импульс с которого подготавливает переключение источника 8 образцовых напряжений. В момент времени с выходные напряжения интеграто 7ров 1 и 2 оказываются равными, чтоприводит к срабатыванию первого блобо ка 5 сравнения. Импульс с последнеговызывает срабатывание первого 6 ивторого 13 триггеров, При этом второй электронный переключатель 10 отключает преобразуемое напряжение Я (- О) от входа второго интегратора(2) 2. Одновременно по импульсу с первого блока 5 сравнения происходит окончательное срабатывание переключаемого источника 8 образцовых напряжений, на выходе которого появляется отрицательное образцовое напряжение ("Ов). Это напряжение с помощью пер вого 7 и второго 10 электронных переключателей подключается ко входу второго интегратора 2. В результате этого выходное напряжение первого интегратора 1 продолжает линейно воз растать, но со скоростью ". в , а выходное напряжение второго интегратора 2 - линейно убывать со скоростью ц- д, В момент времени с выходное напряжение второго интегратора 2 до стигает нуля, что вызывает срабатывание второго блока 11 сравнения,Импульс с последнего приводит к срабатыванию второго триггера 12 и цепи 3 сброса. В результате выходное на О пряжение второго интегратора 2 поддерживается равным нулю до прихода очередного тактового импульса. В момент времени с 9 приходит очередной тактовый импульс, по которому вновь срабатывает первый триггер б, и цикл25 работы повторяется аналогично описанному выше, начиная с момента временис, с в тойлишь разницей, что теперь действуют отрицательные входное и образцовое нагряжения.ЗОИнформативный интервал времени Т выделяется с помощью первого триггера б от момента прихода тактового импульса до момента равенства выходных напряжений интеграторов 1 и 2. Информативный интервал времени ТхК формируетея с помощью второго триггера 12 от момента равенства выходных напряжений интеграторов 1 и 2 до момента равенства нулю выходного напря жения второго интегратора 2. Работа предлагаемого устройства в соответствии с фиг. 2 описывается следующими соотношениями: со сх /хТх = - (Т- Тх ) х УТх КТ= СОПЗС, Отсюда можно определить информативные интервалы времени Тх и Тк ткк -Т. ) 55оР(3Как видно из выражения (2) и приведенного выше описания работы, предлагаемое устройство сохраняет возможность линейного преобразования що напряжения О;с с прежней точностью. Функциональный интегрирующий преобразователь, наряду с получением информации о первой степени преобразуемого напряжения позволяет обеспечить получение информации о его квадрате с сохранением высокой точности преобразования. Расширение функциональных возможностей, наличие унифицированного выходного параметра, высокая точность преобразования выгодно отличают предлагаемое устройство от известных.