Быстродействующий преобразователь отношения двух напряжений в код

Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.С 06 С 7/161 Н 03 К 13/02 Гасударственный камнтет СССР по делам нзееретеннй н втнрытнй(72) Автор изобретения В.Т.Кондратов Ордена Летчна институт кибернетики АН.,Украинской ССР(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОДИзобретение относится к областйинформационно-преобразовательной, вычислительной и измерительной техникии может быть использовано при построении высокоточных измерителей отношения, частотомеров, фаэометров,5функциональных преобразователей, прямоугольно-координатных компенсаторовпеременного тока, измерителей доброт"ности, косинуса угла потерь и друтпгой электронной аппаратуры.Известен преобразователь отношения двух напряжений 1 т содержащттйусилитель, масштабные резисторы,управляемый генератор импульсов,15сумматор, ключи и фильтрующий конденсатор.Известный преобразователь имеетхорошую точность преобразования, которая достигнута за счет снижения20быстродействия, поскольку он содержитинтегрирующие устройства и другиеинерционные блоки. Повышение быстродействия известного преобразователя приводит к снижению точности ра - боты.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь отношения 23 построенный на основе параллельно аналогоцифрового преобразователя (АЦП) и содержащий на выходе регистр, выходы которого подключены к выходным шинам.Использование в качестве преобразователя отношения АЦП, особенно параллельного типа, позволяет на несколько порядков (до единиц микросекунд) повысить быстродействие преобразования напряжений О и О 1 в код числа Й пропорционального отношению этих напряжений.Однако известный преобразователь на базе АЦП имеет ограниченный динамический диапазон входных напряжений и недостаточную точность преобразования, обусловленные неидентичностью и нестабильностью характеристик компараторов напряжения, разбросом па87960 45 50 раметров элементов резист;знойматрицы, ограниченным диапазономвходных напряжений компараторов и т.д.Целью изобретения является расширение дианамического диапазона преобразуемых напряжений и повышениеточности работы.Поставленная цель достигается тем,что в быстродействующий преобразователь отношения двух напряжений в 10код, содержащий АЦП и регистр, входыкоторого подключены к выходам АЦП,а выходы регистра являются выходомпреобразователя, введены блок коррекции, делитель напряжения, операционный усилитель и цифро-аналоговыйпреобразователь (ЦАП), цифровые входы которого подключены к соответствующим выходам АЦП. Выход ЦАП подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и к первому входублока коррекции, а аналоговый входЦАП и первый вход АЦП объединены иподключены к выходу делителя напряжения, вход которого является первым у 5входом преобразователя. Второй входблока корреляции является вторым входомпреобразователя, а выход подключен кнеинвентирующему входу операционногоусилителя, выход которого подключенко второму входу АЦППоставленная цель достигается такжетем,что блок коррекции содержит последовательно соединенные делитель напряжения, операционььй усилитель и сумматор, причем инвертирующий вход35операционного усилителя является первым входом блока коррекции, вход делителя напряжения является вторымвходом блока коррекции и подключенко второму входу сумматора, выход40которого является вьходом блока коррекции.функциональная схема быстродействующего преобразователя отношениядвух напряжений в код приведена начертеже,Преобразователь содержит делительнапряжения 1, операционный усилитель2, АЦП 3, ЦАП 4, регистр 5, блоккоррекции 6, который содержит делитель напряжения 7, операционный усилитель 8 и сумматор 9.Вход делителянапряжения 1 является первым вхЬдом преобразователя, авыход соединен с аналоговым входом 55ЦАП 4 и первым входом АЦП 3.Вход делителя напряжения 7 соединен со вторым входом сумматора 9 и 2является вторым входом блока коррекции. Выход делителя напряжения 7 соединен с инвертирующим входом усилителя 8, неинвертирующий вход которого является первым входом блока коррекции и подключен к инвертирующемувходу усилителя 2 и к выходу ЦАП 4.Выход усилителя 8 соединен с первым входом сумматора 9, выход которого является выходом блока коррекции и подключе к неинвертирующемувходу усилителя 2.Выход усилителя 2 соединен совходом АЦП 3, выходы которого подключены к цифровым входам ЦАП 4 ивходам регистра 5, выходы которогоявляются выходом преобразователя.Преобразователь работает следующим образом.Входные напряжения поступают наделитель напряжений 1 и 7. Коэффициенты деления делителей напряжений 1 ии 7 выбираются равные К = 1/2.Одновременно напряжение первоговходного сигнала поступает на одиниз входов сумматора 9, блока коррекции 6. На аналоговые входы АЦП 3 и, ЦАП 4 поступает напряжение с выходаделителя 1.Рассмотрим работу преобразователябез блока коррекции 6, считая, чтопервый входной сигнал поступает непосредственно на инвертирующий входусилителя 2, на неинвертирующийвход которого поступает напряжениес выхода ЦАП 4.В результате на вход АЦП 3 поступает напряжение, равное разности напряжения на первом входе преобразователя и напряжения на выходе ЦАП 4,которое преобразуется АЦП 3 в код М.Затем код числа Й поступает на входырегистра 5 и на управляющие входыЦАП 4,На аналоговый вход ПАП 4 поступает напряжение, пропорциональное половине второго входного напряжения(так как К = 1/2) .На выходе ЦАП формируется напряжение, пропорциональное коду 11Если расписать математические выражения для кода на выходе АЦП и ЦАПи учесть, что коэффициент пропорциональности зависит от разрядности АЦПи ЦАП и реализуемого ими способапреобразования, то можно показать,что выходной код числа И преобразователя пропорционален отношению напря,жений на его входах,879602 Редактор Л.Утехина Составитель Т.СапуноваТехред Ж.Кастелевич Корректор М.Пожо Заказ 9722/20 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5