Преобразователь напряжения-код

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 07,05,79 (21) 2762782/18-21 (51) М, Кл,Н 03 К 13/02 с присоединением заявки Йо. (23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15,0481(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - КОД Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может использоваться в устройствах управляющих ЦВМ, цифровых вольтметрах, системах автоматизированного управления, контроля и регистрации параметров.Известен цифровой милливольтметр следящего уравновешивания постоянного тока, содержащий нуль-орган, образованный двумя преобразователями напряжение - частота и блоком вычитания частот, реверсивный десятичный счетчик, преобразователь коданалог, ключи, отсчетное устройство, блок управления, реверсивный счетчик цепи автоматической компенсации дрейфа нуля и преобразователь код - аналог цепи автоматической компенсации дрейфа нуля 1Недостатком данного устройстваявляется сложность схемы, сравнительно невысокая надежность и точность преобразования.25Известен также преобразователь напряжение - код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь код - напряжение, входы которого соединены с единич- З 0 ными выходами и элементов памяти, авыход соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к шине входного сигнала, нулевые входы элементов памяти подключены к выходу соответствующих вентилей сброса, первые входыкоторых соединены вместе, единичныевходы каждого элемента памяти, кро- .ме п-го, подключены к выходу соответствующего вентиля установки, одиниз входов вентиля установки первогоэлемента памяти соединен с выходомэлемента запрета, вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса этого элемента памяти, выходвентиля переноса каждого более младшего разряда элемента памяти подключен к входам вентиля сброса, переноса и установки элемента памяти ссмежного старшего разряда, кромеп-го, выход вентиля переноса и-горазряда подключен к входу вентилясброса и-го элемента памяти, причемединичный выход каждого элементапамяти, кроме первого, подключен кединичному входу предыдущего эле,мента памяти через соответствующийвентиль установки, а нулевой выходкаждого элемента памяти, кроме и-гско второму входу соответствующего вентиля переноса 2 .Однако для преобразования в код изменяющейся входной величины напряжения с помощью известного устройства необходимо периодически сбрасывать элементы памяти в исходное состояние, чем значительно снижается общее быстродействие преобразователя напряжение - код и усложняется его схема.Цель изобретения - увеличение быстродействия и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение - код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь код - напряжение, входы которого соединены с единичными выходами п элементов памяти, а выход соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к шине входного сигнала и у которого нулевые входы элементов памяти подключены к выходу своих вентилей,. сброса, первые входы которых соединены вместе, единичные входы каждого элемента памяти, кроме п-го, подключены к выходу своего вентиля установки, один из входов вентиля установки первого элемента памяти соединен с выходом элемента запрета, вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса этого элемента памяти, выход вентиля переноса каждого более младшего разряда элемента памяти подключен к входам вентилей сброса, переноса и установки элемента памяти смежного старшего разряда, кроме п-го, выход вентиля переноса и-го разряда подключен к входу вентиля сброса п-го элемента памяти, причем единичный выход каждого элемента памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего элемента памяти через соответствующий вентиль установки, а нулевой выход каждого эле-. мента памяти, кроме п-го, - ко второму входу соответствующего вентиля переноса, введены инвертор, элемент И, элемент ИЛИ, нуль-орган, при этом вход инвертора соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым выходом элемента сравнения, второй выход которого подключен через нуль- орган ко второму входу элемента запрета, выход инвертора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого элемента памяти, а выход подключен к входу единичной установки и-го элемента памяти и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами всех вентилей сброса. На чертеже изображена структурная схема устройства.Преобразователь напряжение - кодсодержит элемент 1 сравнения, преобразователь 2 код - напряжение, п элементов 3 памяти, и вентилей 4 сброса, элемент 5 запрета, генератор б тактовых импульсов, ивентилей 7 переноса, ивентилей 8 установки, инвертор 9, элемент И 10,элемент ИЛИ 11 и нуль-орган 12.Входы преобразователя 2 код - напряжение соединены с единичными выходами п элементов 3 памяти. При по-явлении потенциалов на этих выходахсрабатывают соответствующие этимвыходам разряды преобразователя коднапряжение, вырабатывая соответствующие этим разрядам эталонные напряжения, Эталонные напряжения навыходе преобразователя 2 код-напря жение суммируются и поступают наодин из входов элемента 1 сравнения,на второй вход которого подаетсявходное напряжение, которое необходимо преобразовать в код, элемент25 1 сравйения имеет два выхода, на первом из которых появляется потенциаллогической единицы при превышенииэталонным напряжением входного. Первый выход элемента 1 сравнения соединен с одним из входов элементаИЛИ 11 и через инвертор 9 - с однимиз входов элемента И 10. Второй выход элемента 1 сравнения - этовыход разностного напряжения между входным и эталонным - подключен ко вхоцу нуль-органа, навыходе которого исчезает потенциаллогической единицы, когда напряжениена его входе становится меньше амплитуды эталонного напряжения наи-.40 меньшего разряда. Для случая, когдав преобразователе напряжение - кодразряды эталонного напряжения преобразователя код-напряжение одинаковы по величине, нуль-орган 12 наст раивается на срабатывание от напряжений на его вхбде в диапазоне отнуля до величины одного разряда эталонного напряжения, Другой входэлемента ИЛИ 11 соединен с выходом 5 О элемента И 10 и с входом единичнойустановки и-го элемента 3 памяти.Другой вход элемента И 10 подключенк единичному выходу первого элемента 3 памяти. Выход нуль-органа 12 .соединен с одним из входов элемента5 запрета, другой вход которого подключен к выходу генератора б тактовых импульсовНулевые входы элементов 3 памяти подключены к выходусвоих вентилей 4 сброса, первые вхо- бО ды которых соединены вместе и подключены к выходу элемента ИЛИ 11,единичные входы каждого элемента 3памяти, кроме п-го, подключены квыходу своего вентиля 8 установки.65 Дцин из входов вентиля 8 установки822344 60 формула изобретения 65 первого элемента 3 памяти соединен с выходом элемента 5 запрета, вторым входом вентиля 4 сброса и входом вентиля 7 переноса этого элемента 3 памяти, выход вентиля 7 переноса каждого более младшего разряда элемента 3 памяти подключен к входам вентилей 4 сброса, 7 переноса и 8 установки элемента 3 памяти смежного старшего разряда, кроме п-го, а также к входу вентиля 4 сброса, и-го элемента 3 памяти, причем единичный выход каждого элемента 3 памяти, кроме первого, подключен к единичному входу предыдущего элемента памяти через соответствующий вентиль 8 уста новки, а нулевой выход каждого элемента 3 памяти, кроме п-го, - к другому входу соответствующего вентиля 7 переноса.Преобразователь напряжение - код работает следующим образом.Предположим, что после включения преобразователя напряжение-код все элементы 3 памяти, кроме второго и третьего, устанавливаются в состояние "0" или, что в какой-то момент времени это состояние соответствует равенству эталонного напряжения преобразователя 2 код - напряжение и входного напряжения. По потенциалу с единичного выхода второго, и третьего элементов 3 памяти включаются второй и третий разряды преобразователя 2 код - напряжение, а на вход. элемента 1 сравнения поступает суммарное эталонное напряжение.Спустя какое-то время, допустим, величина входного напряжения увеличивается. При этом равенство входных.напряжений элемента 1 сравнения нарушается и на втором выходе устанавливается потенциал, который открывает элемент 5 запрета через нуль- орган 12 для прохождения частоты генератора 6 тактовых импульсов. По заднему фронту первого импульса тактовой частоты через вентиль 8 установки устанавливается в состояние "1" первый элемент 3 памяти. По потенциалу с единичного выхода этого элемента 3 памяти включается 1-й разряд преобразователя 2 код - напряжение, и на элемент 1 сравнения поступает дополнительное эталонное напряжение, Если разница между входными напряжениями элемента 1 сравнения меньше величины наименьшей ступеньки эталонного напряжения, на выходе нуль-органа 12 появляется потенциал, который .закрывает элемент 5 запрета. Предположим, что напряжение от источника входного сигнала снова становится больше выработанного эталонного напряжения. При этом, как и в предыдущих случаях, на первом выходе элемента 1 сравнения еще не появляется логический потенциал,т,е. на этом выходе сохраняетсяуровень логического "0". Этот логический "0" инвертируется инвертором9, и на первом входе элемента И 10он присутстсвует логической "1". Атак как на втором входе эдементаИ 10 уже присутствует логическая "1"с единичного выхода первого элемента 3 памяти, то через элемент ИЛИ 11эта логическая "1" поступает на первые входы всех вентилей 4 сброса.При приходе заднего фронта .тактового импульса через вентиль установки8 первый элемент 3 памяти устанавливается в состояние "0". Это приводитк отключению первого разряда преобразователя 2 код - напряжение и уменьуменьшению эталонного напряжения,появлению на первых входах всех вентилей 4 сброса логического "0", аперед этим и на выходе элемента И 10, 20 что приводит к установке в состоя-ние "1" и-го элемента 3 памяти. Попотенциалу-с единичного выхода и-го1элемента 3 памяти включается и-йразряд преобразователя 2 код -нап ряжение, а на вход элемента 1 сравнения поступает дополнительное эталонное напряжение, соответствующееэтому разряду. 30 Предпбложим, что напря ение оисточника входного сигнала меньшевыработанного эталонного напряжения,при этом первый элемент 1 сравненияна первом своем выходе уже формируетпотенциал логическОЙ 1" кОтОрыйчерез элемент ИЛИ 11 поступает напервые входы всех вентилей 4 сброса.Прн поступлении заднего фронта следующего тактового импульса с выхода вентиля 7 переноса через вентиль 40 4 сброса устанавливается и-й элемент3 памяти в состояние "0", вызываяотключение и-го разряда преобразователя 2 код - напряжение, Одновременно по заднему фронту этого же так тового импульса через вентиль 8 установки и-йэлемент 3 памяти уста. -навливается в состояние "1". По потенциалу с единичного выхода и-гоэлемента 3 памяти включается и-й 50 разряд преобразователя 2 код - напряжение, при этом на вход элемента1 сравнения поступает эталонное напряжение этого разряда. Если это напряжение равно входному, то элемент1 сравнения закрывает элемент 5 запрета, закончив, таким образом, процесс преобразования до следующегоизменения входного напряжения. Преобразователь напряжение - код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента запрета, преобразователь822344 ИИПИ Заказ 1892/82 Тираж 988 Подписи л ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ф код - напряжение, входы которогосоединены с единичными выходами пэлементов памяти, а выход соединенс первым входом элемента сравнения,второй вход которого подключен кшине входного сигнала, нулевые входы элементов памяти подключены квыходу соответствующих вентилей сброса, первые входы которых соединенывместе, единичные входы каждого элемента памяти, кроме п-го, подключенык выходу соответствующего вентиляустановки один из входов вентиляустановки первого элемента памятисоединен с выходом элемента запрета,вторым входом вентиля сброса и входом вентиля переноса. этого элемента 15памяти, выход вентиля переноса каждого более младшего разряда элементапамяти подключен к входам вентилейсброса, переноса и установки элемента памяти смежного старшего разря Ода, кроме п-го, выход вентиля переноса и-го разряда подключен квходу вентиля сброса и-го элементапамяти, причем единичный выход каждого элемента памяти, кроме первого, подключен к единичному входупредыдущего элемента памяти черезсоответствующий вентиль установки,а нулевой выход каждого элемента памяти, кроме ого, - ко второму входусоответствующего вентиля переноса,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения быстродействияи упрощения устройства, в него ввецены инвертор, элемент И, элементИЛИ, нуль-орган, при этом вход инвертора соединен с первым входомэлемента ИЛИ и первым выходом элемента сравнения, второй выход которого подключен через нуль-орган ковторому входу элемента запрета,выход инвертора подключен к .первому входу элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходомпервого элемента памяти, а выходподключен к входу единичной установки и-го элемента памяти и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входамивсех вентилей сброса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 253236, кл. 6 01 й 17/02, 1966.2. Авторское свидетельство СССР9 535730, кл, Н 03 К 13/02, 1976