Способ преобразования напряжения в код и устройство для его реализации

(72) Авторы изабретеви А. М. Беркутов, М.Д. И. Колядко, Е, М 1) Заввитааь О яэанский отехнический институт СОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ тся к инф напряжени младший рНедост являются иехннке и может я преобразовася сигналов в стродеиствие и иэк код.Известен способ преобразования напряжения в код, основанный на ме тоде параллельно-последовательного преобразования, включающими операции разностного напряжения, операции определения старших и младших разрядов, а устройство для реализа ции способа содержит блоки считывания, выполненные в виде параллельного соединения блоков сравнения, а между собой блоки считы:вания соединены последовательно 1)Недостатком известного способа устройства для его реализации являются низкие быстродействие и точ ность преобразования.Известен также способ преобразо вания напряжения в код, по которому формируют несколько разностных Изобретение отн онно-измерительной быть использовано ния быстроиэменяющи и определяют старший изряды 2.тком известного способа точность,Цель изобретения - повышение быстродействия и точности,Указанная цель достигается тем,что в способе преобразования напряжения в код, по которому определяют старший и младший разряды, формируют .сетки напряжений, повторяющихформу преобразуемого и противофазного преобразуемому напряжению, напряжения смещаются между собой на кратные кванту шкалы старшего разрядауровни, младшие разряды кода определяют путем сравнения сформированныхнапряжений с эталонными напряжениями младшей шкалы, старшие разрядыкода определяют путем сравнениямеждусобой сформированных напряжений,Устройство для преобразованиянапряжения в код содержит компара 89270торы старших разрядов кода, блоки определения младших разрядов кода, состоящие из последовательно соединенныхисточника эталонных напряжений,компараторов и шифраторов, выходы 3шифраторов соединены со входами переключателя каналов, выходы компараторов старшего разряда кода соединены с кодовыми входами переключателя каналов и шифратора старших разрядов кода, шина источника входногосигнала соединена с входом источникапротивофазного напряжения, введеныдва формирователя сеток напряжений икоммутатор,причемшина источника вход-,ного сигнала соединена с входом перво-го формирователя сеток напряжений, выход источника противофазного напряжения соединен со входом второгоформирователя сеток напряжений, вы 20ходы формирователей сеток напряжений соединены с входами компараторовстарших разрядов кода и коммутатора,управляющие входы которого соединены с управляюшнми выходами компараторов старших разрядов кода, ащвыходы коммутатора соединены с аналоговыми входами компараторов блоковопределения младших разрядов кода.На фиг. 1 приведены диаграммы,поясняющие сущность способа; нафиг. 2 - структурная электрическаясхема устройства,Устройство содержит комнараторыстарших разрядов кода, шифратор 2старших разрядов кода, формирователь 3 сетки напряжений, источник 4противофазного напряжения, формирователь 5 сетки напряжений, коммутатор 6 напряжений, источник 7 эталанных напряжений, компараторы 8, шиф- . 4ратор 9, выходы шифраторов 9 объединены переключателем 1 О каналов. Коммутатор 6, источник 7 и компаратор 8образуют блок 11 определения младшихразрядов,45Преобразуемое напряжение О(й)смещают по диапазону и получают шкалу напряжений О , О , ОЗ, 04, О,повторяющих форму преобразуемогонапряжения и разнесенных между со- Жбой на величину, равную двум квантам старшей шкалы (2 Н), Аналогично формируют сетку противофазныхнапряжений О , О , О, 04, 0.2Определение кода старших разря- ,53дов основано на том, что пересечение (равенство) напряжений сетокпроисходит на уровнях, кратных 6 4кванту старшей шкалы, поэтому напря. жения сеток сравнивают между собои и по комбинации их соотношений определяют код старших разрядов. Для определения моментов перехода уровня преобразуемого напряжения из одной зоны старшей шкалы в другую можно испольэовать большое число вари- - антов пар напряжений. Так, для определения моментов перехода через уровень (-2 Н) (момент Д может нспользоваться равенство напряженийО= 04, О = Оз. При построении многораэряднйх ПНК, у которых максимальное значение напряжения Опревышает амплитудный диапазон компараторов, для определения старших разрядов необходимо выбирать пары напряжений, равенство которых происходит в линейной зоне амплитудного диапазона компараторов, например на уровнях О, + Н, + 2 Н, На диаграмме пересечения пар напряжений, используемых для определения кода старших разрядов, отмечены точками.Для определения младших разрядов кода формируют разностные напряжения 601,ь 02, ЛО, которые сравнивают с эталонными напряжениями младшей шкалы О .,Процесс формирования разностных напряжений рассматривается на примере напряжения ЬО При нахождении уровня преобразуемого напряжения в зоне (-О -2 Н) с младшими эталонными напряжениями сравнивают напряжение Ц, . В момент 1, при переходе преобразуемого найряжения через уровень (-2 Н), к сравнению привлекается напряжение О. В момент напряжение 0 заменяется напряженй. - ем 04, Переключения напряжений, производимые в моменты времени й7 Р не вызывают длительных переходных процессов установления разностного напряжения, поскольку в эти моменты уровни переключаемых напряжений равны между собой. Длительность операции переключения напряжений определяется только временем срабатывания ключевого элемента и устройств,управляющих ключевым элементом.Коды младших разрядов, получаемые при сравнении раэностных напряжений Д 01,ЬО,Ы с эталонными уровнями младшей группы, будут достоверными для разностного сигнала,уровень которого в данный моментнаходится в зоне младших эталонныхнапряжений. Какой разностный сиг,нал использовать для съема достоверного кода однозначно определяетсякодом старших разрядов.Преобразователь напряжения в кодработает следующим образом,Преобразуемое напряжение О(с) поступает на формирователь 3, где формируется ряд напрекений О, ОЯфуповторяющих форму выходного сигнала,но смещенных между собой на два кванта старшей шкалы. Необходимое смещение может быть получено несколькимиспособами, В рассматриваемом устройстве смещение создается током стабилизаторов. Аналогичным образом в формирователе 5 формируется сетка противофазных напряжений О 1, О,Коммутатор 6, в соответствии с кодомстарших разрядов, осуществляет выбор и поочередное подключение напряжений сформированных сеток к входамкомпараторов 8, тем самым производяформирование разностных напряжений1 О,1,ЬО,ЬО. В компараторах 8 разностные напряжения сравниваются сэталонными напряжениями младшей шкалы О формируемыми в источниках 7,а результат сравнения преобразуетсяшифраторами 9 в форму, удобную длядальнейшего использования. Переключатель 10, в соответствии с кодомстарших разрядов производит выборканала, в котором в настоящее времяопределяется достоверный код,Формирование сетки напряжений производится с помощью формирователей 3 и 5 и источника 4, Шифратор 2 формирует код старших разрядов.Таким образом, формирование сетокнапряжений, повторяющих форму и противофаэных форме преобразуемого сигнала, позволяет реализовать преобразователь напряжения в код, в котором операции сравнения напряженийпроизводятся на уровнях значительно меньших амплитудного диапазонапреобразуемого напряжения (т.е. влинейной зоне диапаэона компараторов), что позволяет повысить точность работы. Кроме того, использование напряжений сформированных сеток для определения младших разрядовкода позволяет практически полностьюустранить переходные процессы приформировании разностных напряжений,что значительно увеличивает быстродействие устройства, 3 1 ф 1 ЭО И 30 3 40 4 Я И Формула изобретения Способ преобразования напря,жения в код, по которому определяют старший и младший разряды, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, формируют сетки напряжений,повторяющих форму преобразуемого ипротивофазного преобразуемому напряжению, напряжения смещаются междусобой на кратные кванту шкалы старшего разряда уровня,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, младшие разряды кода определяют путем сравнения сформированных напряжений с эталонными напряжениями младшей шкалы.3. Способ по п,1. о т л и ч а ющ и й с я тем, что, старшие разряды кода определяют путем сравнения между собой сформированных напряжений. 4. Устройство для преобразования напряжения в код, содержащее компараторы старших разрядов кода, блоки определения младших разрядов кода, состоящие из последовательно соединенных источника эталонных напряжений, компараторов и шифратора, выходы шифраторов соединены со входами переключателя каналов, выходы компараторов старшего разряда кода соединены с кодовыми входами переключателя каналов и шифратора старших разрядов кода, шина источника входного сигнала соединена со входом источника противофазного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, введены два формирователя сеток напряжений и коммутатор, причем шина источника входного сигнала соединена со входом первого форми" рователя сеток напряжений, выход источника противофазного напряжения соединен со входом второго формирователя сеток напряжений, выходы формирователей сеток напряжений соединены со входами компараторов старших разрядов кода и коммутатора, управляющие входы которого соединены с управляющими выходами компараторов старших разрядов кода, а выходы коммутатора соединены с анапоговыми входами компараторов блоков определения младших разрядов кода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Гитис 3. И. Преобразователи информации для электронных цифровых892706вычислительных устройств. М., "Энергия", 1975, с, 36-331.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2477151/18-21, 1977.фу 8Заказ 11283/85 Типаж 991 Подписное и 1 т Н Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4