Способ время-импульсного аналого-цифровогопреобразования напряжения переменного токаи устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцкалнсткческикРеслублмк847508(53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 15.07.81. Бюллетень 26Дата опубликования описания 25.07.81 до девам изовретеиий и аткрмтий. М. Гай М. М. Дорожовец и ар учно-производственное объединение радиоэлект медицинской аппаратуры(71) Заявитель 4) СПОСОБ ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКИ УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ вой элект найтванияинфор Изобретение относится к цифратроиз мерительной технике и можеи применение в системах преобразо и передачи цифровой измерительноймации.Известен способ время-импульсного ана 5 лого-цифрового преобразования, в котором для получения отсчетов через одинаковые интервалы времени формирования развертывающегося напряжения начинают с приходом тактовых импульсов 1.Недостатком данного способа является 1 в наличие динамической погрешности, обусловленной тем, что отсчеты, полученные в момент равенства развертывающегося и измеряемого напряжений, относят к соответствующим моментам поступления тактовых импульсов.15Известен способ время-импульсного аналого-цифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающийся в том, что в каждом цикле преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало формирования которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образоцового линейно-изменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса.Известно устройство время-импульсного аналого-цифрового преобразования, содержащее генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входом первого элемента управления ключом, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты, выход первого ключа соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра и первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента управления ключом, 847508первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход блока сравнения кодов подключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и к управляющему входу счетчика 12.Недостатком данных способа и устройства является невозможность преобразования непериодических сигналов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем, согласно способу время-импульсного аналогоцифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающемуся в том, чтов каждом цикле преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образцового линейно- изменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса, в каждом последующем цикле преобразования формирование образцового линейно-изменяющегося напряжения начинают с опережением очередного тактового импульса на интервал времени, выделенный в предыдущем цикле. 510 15 20 В устройстве время-инпульсного аналого-цифрового преобразования, содержащем генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входом первого элемента управления ключом, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты, выход первого ключа соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра и первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента управления ключом, превый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов,.а выход блока сравнения кодов подключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и к управляющему входу счетчика, второй вход второго элемента управления ключом соединен с выходом блока сравнения кодов, со вторым входом первого элемента управления ключом и управляющим входом вычитающего счетчика.На фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая предлагаемьщ способ; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройст 30 35 40 45 50 55 ва; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразуемое напряжение 1.)уравновешивают линейно-изменяющимся напряжением 11 (фиг. 1), формирование которого впервом цикле начинают с приходом тактового импульса в момент времени (, выделяют интервал времени Тот начала формирования 11 до его равенства с преобразуеФмым напряжением (1), квантуют его импульсами опорной частоты, отсчет относятк моменту прихода тактового импульса, Впоследующих циклах преобразования формирование развертывающегося напряжения11 начинают с опережением очередного тактового импульса, появляющегося в моментвремени 1 (1 А ), на интервал времени Т;выделенный в предыдущем цикле. Все остальные приемы производят аналогично первому циклу.Устройство (фиг. 2) содержит блок 1сравнения, генератор 2 линейно-изменяющегося напряжения, регистр 3, первый элемент 4 управления ключом, первый ключ 5,счетчик 6, генератор 7 опорной частоты,блок 8 сравнения кодов, вычитающий счетчик 9, второй ключ 10, второй элемент 11управления ключом.При включении устройства в вычитающем счетчике 9 устанавливается значениеЙ осн.макс,=Ч.= 1 - д -где 1 О - частота следованйя импульсов генератора опорной частоты 7;г= 1-с - время достижения образцовым наЯпряжением максимального преобразуемого напряжения 1-1 к макс5 - крутизна образцового напряжения, а в счетчике 6 - любое значение Я(фиг. 3).Крутизна Я выбирается из условия, чтобыне превышало половины периода следования тактовых импульсов Т = 1; - (,г е ЯЬхзмОщ,ТПри поступлении первого тактового импульса (1 ) на выходе второго элемента 11управления ключом появляется напряжение,соответствующее логической единице, ключ10 открывается, и импульсы опорной частоты начинают поступать на счетный входвычитающего счетчика 9. В момент временикогда значения, зафиксированные обо%ими счетчиками становятся равными, т. е.оМ = Иви, срабатывает блок 8 сравнениякодов, и импульс с его выхода сбрасываетсостояние счетчика 6 в нуль, устанавливаетв счетчике 9 значение И , изменяет состояние элементов 4 и 11 таким образом, чтона выходе элемента 4 появляется напряжение, соответствующее логической единице,на выходе элемента 11 - логического нуля,запускает генератор 2. Следовательно, с момента времени 1 ключ 10 закрывается, аключ 5 открывается, и счетчик 6 начинаетзаполняться импульсами опорной частоты.В момент времени 1, когда Ц -- 1.1 р,срабатывает блок 1 сравнения, и импульс с еговыхода устанавливает на выходе элемента 4 состояние логического нуля, в результате чего ключ 5 закрывается и прекращается прохождение импульсов на счетчик 6, кроме того, импульсом с выхода блока 1 сравнения производится перезапись в регистр 3 информации с информационных выходов счетчика 6. Значение, записываемое в регистр 3, пропорционально значению преобразуемого напряжения= о(т - ) = 1 осн ЯПолученный отсчет относят к моменту времени 1, + гС приходом очередного тактового импульса весь цикл работы устройства повторяется с той разницей, что в счетчике будет зарегистрировано не случайное значение Й , а значение, пропорциональное преобразуемому напряжению в предыдущем цикле - М ,Формула изобретения1. Способ время-импульсного аналогоцифрового преобразования напряжения переменного тока, заключающийся в том, что в каждом цикле .преобразуемое напряжение уравновешивают образцовым линейно-изменяющимся напряжением, начало которого в первом цикле синхронизируют тактовым импульсом, выделяют интервал времени от начала формирования образцового линейно- изменяющегося напряжения до момента его равенства с преобразуемым напряжением, квантуют импульсами опорной частоты выделенный интервал времени, отсчет относят к моменту появления тактового импульса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждом последующем цикле преобразования формирование образцового линейно-изменяющегося напряжения начинают с опережением очередного тактового импульса на интервал времени, выделенный в предыдущем цикле.2. Устройство время-импульсного аналого-цифрового преобразования, содержащеегенератор линейно-изменяющегося напряже 5 ния, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которогоподключен к входной клемме, а выход соединен с управляющим входом регистра и первым входОм первого элемента управленияключом, выход которого соединен с первымвходом первого ключа, второй вход которого соединен с первым входом второго ключа и с выходом генератора опорной частоты,выход первого ключа соединен с счетнымвходом счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра ипервым входом блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходамивычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом вто 20 рого элемента управления ключом, первыйвход которого соединен с шиной тактовыхимпульсов, а выход блока сравнения кодовподключен к управляющему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения и25 к управляющему входу счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, второй вход второго элемента управления ключом соединенс выходом блока сравнения кодов, со вторым входом первого элемента управлениязо ключом и управляющим входом вычитающего счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Швецкий Б, И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. 197035 с. 18 - 21.2. Авторское свидетельство СССР по заявкам2597413/21, 2597414/21,кл Н 03 К 13/20 (прототип)847508 Ук, макс вассв вс нано. Мака ко ого комит ий и от Раушская жгород, у"снсн, наксСПфснсд)нсн едактор Ю. Петрушко а к аз 5527/85 ВНИИПИ Гос по делам 133035, Москва филиал ППП Пат