Преобразователь амплитуды синусоидальногонапряжения b код

0 П И С А Н И Е р 828403ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеаз Советских Социалистических Ресиублик(51) М. Кл.Н ОЗК 13 инением заявки2790920/18-21 Гасударственные комитет 3) Приоритет 05.07,793) Опубликовано 07.05.81, Бюллетень1 5) Дата опубликования описания 07,05.8 сср 3) УДК 681.325(54) П РЕОБРАЗО ВАТЕЛЬ АМПЛ ИИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИ Ь О Изобретение относится к системам контроля и управления.Известен преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в код, содержащий генератор разноступенчатого напряже ния, образованный счетчиком и делителем напряжения, сравнивающее устройство, выполняющее функции и нуль-индикатора, ключи (логические элементы И), на одни входы которых подаются импульсы со срав кивающего устройства, вторые входы ключей подключены к устройству управления, выходы сравнивающего устройства и устройства управления через ключи соединены со входами счетчика, управляющего гене ратором разноступенчатого напряжения 1.Точность преобразователя, определяемая путем доуравновешивания измеряемого и ступенчатого напряжений наименьшим квантом, может быть достигнута за боль о шое число периодов измеряемого синусоидального напряжения, количество которых неопределенное, Поэтому быстродействие такого преобразователя сравнительно невысокое. 25Наиболее близок к предлагаемому преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в код, содержащий сравнивающее устройство первый вход которого соединен с выходом преобразователя ком- ЗО пенсирующего напряжения, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, ко входам разрядов которого через соответствующие ключи сложения и вычитания подключены выходы устройствауправления 21.Это устройство также имеет малое быстродеиствие.Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия преобразования амплитуды синусоидального напряжения в код.Эта цель достигается тем, что в преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в код, содержащий сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с выходом преобразователя компенсирующего напряжения, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, ко входам разрядов. которого через соответствующие ключи сложения и вычитания подключены выходы устройства управления, введены блок определения знака и выпрямительный блок, входы которых соединены со входной шиной, выход выпрямительного блока соединен со вторым входом сравнивающего устройства, выход которого соединен с управляющими входами ключей сложения, а выход блока определения знака подключен к управляющим вхо 828403йам ключей вычитания и входу устройствауправления, фазосдвигающие блоки и блоки совпадения, первые входы последнихсоединены с выходами устройства управления, вторые входы - с выходами включенных последовательно соответствующих фазосдвигающих блоков, первый из которыхподключен ко входной шине; выходы блоков совпадения соединены со входом блокаопределения знака,Преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в код изображен нафиг. 1, его усовершенствованный вариант -на фиг. 2; на фиг. 3 - временные диаграммы,Схема содержит преобразователь компенсирующего напряжения ПНК (У,) 1;реверсивный счетчик 2, сравнивающее устройство 3, выпрямительный блок 4, блокопределения знака 5, устройство управления 6, ключи сложения импульсов 7, ключивычитания импульсов 8, элемент совпадения 9 фазосдвигающие блоки 10, блокисовпадения 11, генератор импульсов 12.Преобразователь компенсирующего напряжения 1 вырабатывает ступенчато-линейное компенсирующее напряжение Укоторое может быть получено в результатесложения коммутируемых по двоичному закону эталонных напряжений, амплитудыкоторых относятся друг к другу как целочисленные степени двух (1: 2: 4: 8 и т. д.),На вход ПКН поступают сигналы с реверсивного счетчика, а с выхода снимается напряжение У.Реверсивный счетчик 2 управляет работой ПКН и обеспечивает получение У различного шага.Сравнивающее устройство 3 выдает импульсы на ключи в момент равенства напряжения Уи измеряемого напряженияУхВыпрямительный блок 4 обеспечиваетвыпрямление измеряемого переменного напряжения У.Блок определения знака 5 вырабатываетимпульс в момент перехода положительнойволны переменного напряжения в отрица.тельный полупериод. Выходные импульсыпоступают в устройство управления и в схе.мы совпадения для вычитания одной ступеньки напряжения У.Устройство управления 6 выдает импуль.сы на ключи задания режимов сложенияили вычитания в реверсивном счетчике 2.Ключи сложения импульсов 7 обеспечивают пропускание импульсов в определенные разряды счетчика из сравнивающегоблока для их сложения.Ключи вычитания импульсов 8 обеспечи.вают пропускание импульсов в определен.ные разряды счетчика из блока определе.ния знака 5 для их вычитания.Элемент совпадения 9 считывает код изсчетчика. Предлагаемое устройство может преоб.разовывать амплитуду напряжения в код сточностью, определяемой числом разрядовсчетчика и ПКН, Работу преобразователя5 амплитуды напряжения в код рассмотримна примере устройства с тремя различнымираэрядами счетчика 2,Преобразователь работает следующимобразом, Измеряемое синусоидальное на 10 пряжение низкой частоты У поступает навход блока определения знака 5 и на сравнивающее устройство 3 через выпрямительный блок 4, На другой вход сравнивающего устройства передается ступенчатое на.пряжение У, вырабатываемое преобразователем компенсирующего напряжения 1.Первая ступенька напряжения Упоступает в сравнивающее устройство 3 в момент пересечения синусоиды ось временифиг. 2, Этот момент времени определяетсясравнивающим устройством 3, которое выдает импульсы при О= Ух через ключи 7,открываемые устройством управления 6, вначале в старшие разряды счетчика 2, Вэтом случае ПКН вырабатывает ступенькимаксимальной величины Ь смакаКогда Ук ) Ух, в момент перехода синусоиды из положительной области в отрицательную блок определения знака 5 и уст 30 ройство управления через ключи 8 выдаютвычитающий импульс.Затем выпрямительный блок 4 перевертывает отрицательную полуволну, и приУ= Ух сравнивающее устройство 3 вы.35 дает импульсы через ключи 7 в средниеразряды счетчика 2, а на третьей положительной полуволне измеряемого напряжения сравнивающее устройство выдает импульсы в младшие разряды.40 После третьего полупериода, когда синусоида переходит из положительной и отрицательную область, блок определения знака выдает разрешающий сигнал в элементсовпадения 9 для считывания числа из счет 45 чика.В устройстве, представленном на фиг. 2,фазосдвигающие блоки 10 обеспечиваютопределенный сдвиг фазы поступающего наих вход переменного напряжения Ух,50 Устройство управления 6 выдает импульсы на входные ключи реверсивного счетчика 2 для задания режимов сложения и вычитания, а также выдает импульсы на входные блоки совпадения 11 для подключения55 к блоку определения знака 5 напряженияс требуемым сдвигом фазы,Генератор импульсов 12 служит для генерации импульсов высокой частоты, которые регистрируются реверсивным счетчи 60 ком импульсов, и управления преобразователем компенсирующего напряжения.Измеряемое синусоидальное напряжениеУх подается на вход фазосдвигающих блоков 10 и на сравнивающее устройство 3 че 65 рез выпрямительный блок 4, на другой входблока 3 подается ступенчатое напряжение У вырабатывае 1 ое преобразователем компенсирующего напряжения 1.Устройство управления 6 выдает в момент времени 10 (фиг. 3) сигнал, который приводит схему в исходное состояние, сбрасывая все разряды реверсивного счетчика импульсов и открывая блок совпадения 11 для подачи на вход блока 5 напряжение с нулевым сдвигом фаз О, (ро=О).В момент 1 ь когда У =О, блок определения знака 5 выдает импульс, который йоступает только в устройство управления. По этому импульсу устройство управления открывает ключи 8 в старшие разряды счетчика, отключает от входа блока 5 на. пряжение Уи подключает через другой блок совпадения 11 напряжение У., с фа. зосдвигающего блока, выполняющего сдвиг на величину р.Первая ступенька напряжения У, поступает в сравнивающее устройство 3 в момент 5 10 15 201 ь когда напряжение У, становится больше нуля. Так как О, =У, выполняется условиеУ ) У, и сравнивающее уст ройство 3 запускает генератор импульсов 12, импульсы от которого поступают в старшие разряды счетчика 2. В этом случае ПКН вырабатывает ступеньки максимальной величины Л Умакс. После поступления 30 одного импульса от генератора в счетчик условиеУ ) Уне выполняется, и генератор импульсов прекращает генерацию до момента, когда условие У, ) Обудет выполнено. В этот момент в счетчик посту пает еще один импульс от генератора. Процесс нарастания Умаксимальными шагами будет продолжаться до момента 1, когда напряжение на входе блока 5 У, со сдвигом фазы р, станет равным нулю, В 40 этот момент блок 5 выдает импульс, который поступает через открытый ключ 8 старших разрядов счетчика на вычитание, в результате чего напряжение У, уменьшается на Л Уманс 45Этот же импульс поступает в устройство управления, по которому устройство управления закрывает ключи старших разрядов счетчика и отключает напряжение У , Затем к блоку 5 подается напряжение У, 50 с фазосдвигающего блока, на выходе которого сдвиг фазы равен р, ) р, открываются ключи 8 и 7 для пропускания импульсов в средние разряды счетчика. В момент переключения разрядов счетчика напряжение 55 У ) У, поэтому со сравнивающего устройства на генератор поступает сигнал запуска. Импульсы с генератора поступают в средние разряды счетчика на суммирую.щий вход. 60 6Напряжение Урастет скачками, собт ветствующими средним разрядам счетчика, до момента 1 когда У, =О. В этот момент блок выдает импульс в счетчик для считывания в средние разряды и в устройство управления для переключений. Устройство управления аналогичным образом открывает ключи и младшие разряды счетчика и ключ для подачи У на вход блока 5. Сдвиг фаз рз ) р выбирается равным 90+Л р. Процесс преобразования с увеличением Ушагами младших разрядов про должается до момента 1 когда мгновенное значение У, станет равным нулю. В этот момент блок 5 выдает импульс на считывание кода. Формула изобретения1. Преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в код, содержащий сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с выходом преобразователя компенсирующего напряжения, входы которого соединены с выходами реверсивного сетчика, ко входам разрядов которого через соответствующие ключи сложения и вычитания подключены выходы устройства управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок определения знака и выпрямительный блок, входы которых соединены со входной шиной, выход выпрямительного блока соединен со вторым входом сравнивающего устройства, выход которого соединен с управляющими входами ключей сложения, а выход блока определения знака подключен к управляющим входам ключей вычитания и входу устройства управления.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены фазосдвигающие блоки и блоки совпадения, первые входы последних соединены с выходами устройства управления, вторые входы - с выходами соответствующих включенных последовательно фазосдвигающих блоков, первый из которых подключен ко входной шине, выходы блоков совпадения соединены со входом блока определения знака.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Шляндин В. М. Цифровые измеритель. ные преобразователи и приборы, 1973, с. 224 - 225.2. Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи, под ред. В. Б. Смолова, 1967, с. 146 - 147, рис. 2 - 13 (прототип).828403Составитель В. Махнанов ктор Б. федотов Техред А. Камышникова Корректоры; О. Силуянова и О. Тюрина Заказ 745/13 Изд.322 Тираж 988 Подписи НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типографиапунова,