Устройство для преобразования напряжения в код

.Зб) Н 01 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВЩфЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРА.,ЮВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащее генератор тактовых импульсов,:, выход которого подхлючю. через последо-.вательно соединенные первый и второйэлементы И к входу первого счетчика,первый вход первого триггера соединенс. пусковой шиной, выход - с вторымвходом первого элемента И и с первымивходами первого и второго элементовсравненкя, вторыми и третьими входами соединенных соответственно через, преобразователь код-напряженке с выхода:ми второго счетчика и с выходами дели-теля входного напряжения, а второй входсоедкнен с выходом первого элементасравнения, четвертый вход которого соединен. с шиной порогового напряжении первый выход второго элемента сравнения подключен к второму входу второго еМмента И, а второй выход подключен через третий элемют И к входу второго счетчика, второй .вход третьего элемента И соединю с выходом первого элемента ,И, о т л й ч а ю а е е с я тем, что, с келью повышения быстродействия, введен четвертый элемент И, второй триггер, элемент ИЛИ, сумматор, группа элементов И, первые входы которых соответственно соединены с выходами первого счетчика, вторые входы подключень 1 к входу второго счетчика и к первому вход второго триггера, а выходы соответствен но подключены к информационным входам сумматора, выходы которого подключены к информационным входам. делителя, входного напряжения входом подключенного к входной шине, а суммирующий вход ; соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входомпервого счетчщса, второй вход - с выходом четвертого эщмента И, первый вход которого соединен с выходом первого .элемента: И, второй вход - с первым выходом второго элемента сравнення, третий вход-с инверсным выходом второг триггера, прямой вход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а второй вход - с пусковой шкной.Иэоберетение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьИспользовано и информационно-измерительных системах.Известны устройства преобразованиянапряжения в код, содержащие схему выде-Нения разности, пороговый элемент, тактовый генератор, сдвиговый регистр, преобразователь код-напряжение (ПКН), элементы И и триггеры, реализующие такназываемый способ поразрядного уравновешивания 1 ,Недостатком этого устройства является малая точность, определяемая величи.ы1.5ной наименьшего по значению формируемого эталонного напряжения. Уменьшениеже последнего ограничивается конструктивными сложностями реализации ПКН,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому эф-,фекту является устройство для преобразования напряжения в код, содержащеевходной делитель и управляющий им первый счетчик, ПКН и управляющий имвторой счетчик, триггер, выход которогосоединен через первый и второй элементыИ с входом первого счетчика, а входтриггера подключен к шине. запуска, генератор тактовых импульсов, подключенныйк второму входу первого элемента И,первый и второй элементы сравнения,первый, второй и третий входы которыхсоединены соответственно с выходамивходного делителя, триггера и ПКН, четвертый вход первого элемента сравнения 35соединен с шиной порогового напряжения,а его выход подключен к второму входутриггера, первый выход второго элемента сравнения подключен к второму входувторого элемента И, а второй выход 40подключен через третий элемент И к входу второго счетчика, второй вход третьего элемента И соединен с выходом перво,го элемента И, второй вход ПКН соединен с шиной эталонного напряжения, а45второй вход входного делителя с входйой шиной 2.Недостатком этого устройства являеъся низкое быстродействие особенно приусловии, когда разность ЬОЭ и ЬО 50значительна, а Цу, и От близкие позначениям.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства преобразования напряжения в код,55Поставленная цель достигается тем,что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее генератортактовых импульсов, выход которого подключен через последовательно соединенные первый и второй элементы И к входу первого счетчика, первый вход первого триггера, соединен с пусковой шиной, выход - с вторым входом первого элемента И и с первыми входами первого и второ,.го элементов сравнения, вторыми и третьими входами соединенных соответственно через преобразователь код-напряжение с выходами второго счетчика и с выходами делителя входного напряжения, а второй вход соединен с выходом первого элемента сравнения, четвертый вход которого соединен с шиной порогового напряжения, первый выход второго элемента сравнения подключен к второму входу.второго элемента И, а второй выход подключен через третий элемент И к входу второго счетчика, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента И, введены четвертый элемент И, второй триггер, элемент ИЛИ, сумматор группа элементов И, первые входы кот.рых соответственно соединены с выходами первого счетчика, вторые входы подключены к входу второго счетчика и к первому входу второго триггера, а выходы соответственно подключены к информационным входам сумматора, выходы которого подключены к информационным входам делителя входно- го напряжения, входом подключенного к входной шине, а суммирующий вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входом первого счетчика, второй вход - с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход - с первым выходом второго элемента сравнения, третий вход с инверсным выходом второго триггера, пряйой вход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а второй вход - с пусковой шиной.сНа фиг. 1 приведена структурная схема. устройства преобразования. напряжения в код; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства.Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, первый 2 и второй 3 триггеры, первый 4 и второй Б счетчики, делитель 6 входного напряжения; ПКН 7;сумматор 8, первый 9, второй 1 О, третий 11 и четвертый 12 элементы И, группа .элементов И 13, шину запуска 14, элемент ИЛИ 15, первый 16 и второй 17 элементы сравнения, входную шину 18, шину порогового напряжения 19, шину эталонного напряжения 20, причем выход3 1018177 ф первого триггера 2 соединен через первый ду 2 ф -1, 6 младший разряд счетчика 9 и второй 3,0 элементы И с входом пер - в единичное. Первоначально на вхового счетчика 4, а вход первого триггера ды элементов сравнения 16 и.17 подают подключен к шине запуска 14, генера- ся напряжения,О = 0 с делителя 6.тортактовыхимпульсов 1 подключенквторо и 0 = Г О.г с ПКН 7. В зависимосму входу первого элемента И 9, первый; тй от значений напряжений, поступающих второй и третий входы первого 16 и вто- на элемент сравнения 17, на одном из рого 17 элементов сравнения соединены двух его выходов пояищется сигнал соответственно с выходами делителя 6. логической единицы, Так, при большем входного напряжения первого триггера 2 О напряжении на выходе ПКН 7, т. е. при и. ПКН 7, четвертый вход первого эле- Йэт ь Оэт, большем й ЬОмента сравнения 16 соединен с шиной выходной сигнал элемента сравнения 17 порогового напряжения 19, а его выход, открывает по соответствующим входам подключен к второму входу первого триг- элементы И 10 и 12, Поэтому тактовые гера 2 первый выход второго элемента 5 импульсы проходят через элемент И 10 сравнения 17 подключен к второму входу и поступают на вход счЪтчика 4 и. через второго элемента И 10, а второй вьпсод элемент ИЛИ 15 на вход сумматора 8. подключен через третий элемент И 11 к В результате того, что элементы И 13 входу второго счетчика 5, второй входзакрыты нулевым потенциалом с выхода третьего элемента И 3.1 соединен с выхоэлемента И 11 на выходе делителя 6 дом первого элемента И 9, выходы перво- формируется найряжение Ц= ЬЮго счетчика 4 через соответствующие В этом режиме устройство работает до элементы И группы элементов И 13 под- момента когда напряжение, снимаемое ключены к первым входам сумматора 8, с делителя 6 превышает значение напрявыходы которого подключены к соответст 25 жения, снимаемого с ПКН 7, т,е. когда вующим первым входам делителя 6, пер,=Ь Ох становится больше О= вый выход второго триггера 3 через Ь Оэт . При этом код в счетчике 4 четвертый элемент И 12 и элемент ИЛИ, ЬОэтчисл С "6 И 15 подключен к второму. входу сумма- равен некоторому чис утора 8, вторые входы груцпы элементов зо (где 6 И - целая часть дроби). Соответ- И 13 и второго триггера 3 подключеныственно код сумматора 8 равен С+1. При к вьходу третьего элемента И 11, тре- этом единичный потенциал возникает иа втором выходе элемента сравнения 17, что тий вход второго элемента И 10 подключен к второму выходу второго триггера приводит к перебросу триггера 3, элемент 3, а выход второго элемента И 10 под- И 12 открывается, а элемент И 10 ключен к второму входу элемента ИЛИ закрывается. Кроме того, при отсутствии 15, второй и третий входы четвертого сигнала с элемента сравнения 16 проис- элемента И 12 подключены соответст- ходит запись единицы в счетчик 5, венно к выходу первого элемента И 9 и а содержимое счетчика 4 через открык первому выходу второго элемента срав о тые элементы И 13 параллельно перетиснения 17, второй вход делителя 6 под-. сывается в сумматор 8. В результате ключен к шине входного напряжения 18, на выходе делителя 6 формируется напри- а второй вход ПКН 7 к шине эталон жение В = (2 С + 1) ДО а на вы.ного напряжения 20, ходе ПКН 7 напряжение О = 26 Вт5 Производится, новое сравнение напряженийРабота устройства происходит следУю- О и О . При отсутствии сигнала с элеменщим образом. та сравнения 16 и сохранения и единичногоИмпульс с шины запуска 14 поступает сигнала на прежнем выходе элемента сравна входы 6 триггеров 2 и 3 и опроки- :кения 17 (т.е. открытом элементе И 11) дывает их. Ы результате открывается эле-происходит увеличение на единицу кода50мент И 9, через который тактовые импуль счетчика 5 и на С единиц содеривого сы поступают на элементы И 10-12,на сумматора 8, Таким образом, в дальней- вторые входы элементов И 10 и 12.пос- шем сравнению подвергаются напряжения тупают сигналы управления с триггера 3, 0 = (ЗС + 1) ьО и Оа ЗАОТ.Причем элемент И 12 после переброса При перемене знака разности О и Ц, триггера 3 закрыт, а элемент И 10 от- т, е. когда после очередного параллельно.55крыт, В исходном .состоянии сумматор ф го суммирования 0,2 становится больше 8 устайовлен в нулевое состояние, счет-. О, потенциалом с выхода элемента чик 4 в состояние, соответствующее ко- сравнения 17 открывается элемент И 12, 5 1018в результате чего к содержимому суммато-,ра 8 добавляется единица, т. е, сравнению подвергнуты напряжения 01 = (ЗС++ 2 И 1) и 52 З ОЭ Еобразом, работа продолжается до момента,когда разность сравниваемых напряжений0,1 и 0 станет меньше некоторогопорогового напряжения ДО, определяющего точность преобразования:ЦК Д )гдеА = 21 1;в гид - количество разрядов счетчика 5;1 15р - количество разрядов сумматора8, значение Е ОК подаеетсяна шину источника пороговогонапряжения 19,В этом случае элемент сравнения16 выдает импульс, возвращающий триг- огер 2 в исходное состояние. Импульсытактового генератора 1 прекращают поступать на элементы И 10-12. Значениепреобразуемого напряжения определяетсяипо выражениюц МниД 177где й и Кт - коды сумматора 8 исчетчика 5 соответственно.Положительный эффект от использова - ния предлагаемого устройства заключаеъся в существенном повышении быстродействия, когда разность напряжений 6 Ои и ЬО, снимаемых соответственно с выходного делителя и ПКН значительна. Повышение быстродействия определяется выражениемгде Мт и йу - номер совпавших метокПКН и выходного делителя соответственноС=Еи 1 -ьОэт0Так; например, при Ь 0=больщф 1, й, Х в 10 раз, и совпавшей пятнадцатой метке шкалы эталонного напряжения, увеличение быстродействия будет более, чем в 40 раз..Костик Составова Техр Редактор Т, Весел ед М Корректор А. Тяск Заказ 35 ород, ул. Проек ал ППП "Патент, г. У