Преобразователь напряжение-код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 11(51)4 Н 03 М 1/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЕЛЬСТВУ(56) Цифровые электроизмерительныеприборы. Под ред. Шляндина В,М.,1972с.154-155, рис. 3-49.Авторское свидетельство СССРУ 1001463, кл. Н 03 К 13/20, 1983. пульсов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышннияточности, в него введены преобразователь положительного напряжения, выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения , первый вход аналогового сумматора которого соединен с шиной преобразуемогонапряжения, реверсивный счетчик и инверторчерез который выход делителячастоты соединен с входом преобразователя положительного напряженияи третьим входом элемента И преоб(54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЬ НА.РЯЖЕНИЕ-КОД, содержащий последовательносоединенные генератор импульсов иделитель частоты, выход которогосоединен с входом преобразователяотрицательного напряжения, выполненного в виде генератора пилообразногонапряжения управляющий вход которого является входом указанного преобразователя, а выход соединен свходом источника порогового напряжения на диодеанод которого является входом указанного источника, катод диода через конденсатор и резистор соединен с общей шиной, ачерез буферный усилитель - с шиной,являющейся выходом указанного источника, выход которого соединенс первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматорапервый вход которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, авторой вход - через компенсирующийэлемент на диоде соединен с выходом генератора пилообразногонапряжения, а выход сравниваюшегоустройства соединен с первым входомэлемента И, второй вход которогоподключен к выходу генератора имразователя отр выход которого входом реверси цат сед ого вход которого подключен к выходу элемента И преобразователя положительного напряжения, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, а третий - с выходом генератора импульсов.2, Преобразователь по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что анало говый сумматор преобразователя положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной,являющейся первым сумматора, а чере с шиной, являющейс одом аналоговог торои резисторторым входома, инвертирующийсилителя через аналогововход опертретий реходом, ас общей ш3; ре о суммато ционного истор со нен го вь истор тый ет через иной. образо щ и йь по п.1, о ттем, что срав- преобразователя ег ичаю ивающее устроиств ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИ ного напряженияФен с первымчетчика, второйположительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнива 1197082ющего устройства, а инвертирующий вход операционного усилителя через второй резистор соединен с шиной, являющейся первым входом сравнивающего устройства.1Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике, в частности к преобразователям напряжения в число импульсов, используемых в преобразователях аналогкод в первую очередь в преобразователях напряжение-код в различных устройствах автоматики и телемеханики систем автоматического регулирования. 0Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности.На чертеже приведена структурная схема преобразователя. 15Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и делитель2 частоты, выход которого соединен с входом преобразователя 3 отрицатель ного напряжения, выполненного в виде генератора 4 пилообразного напряжения, управляющий вход которого является входом указанного преобразователя, а выход соединен с входом ис точника 5 порогового напряжения, выполненного в виде диода 6, анод которого,является входом указанного источника. катод диода через конденсатор 7 и резистор 8 соединен с общей шиной и через буферный усилитель 9 с шиной, являющейся выходом указанного источника, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 10, второй вход которого соединен с выходом аналогового сумматора 11 первый вход которого соединен с шиной преобразуемого напряжения, а второй вход - через компенсирующий элемент 12,выполненный,например в виде диода 1 соединен ,с выходом генератора пилообразного напряжения, выход сравнивающего устройства соединен с первым входом элемента 13 совпадения, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов преобразователь 14 положительного напряжения образованный генератором 15 пилообразного напряжения, компенсирующим элементом 16, источником 17 порогового напряжения аналоговым сумматором 18, сравнивающимустройством 19, элементом 20 совпадения и выполненный аналогично преобразователю отрицательного напряжения, реверсивный счетчик 21 и инвертор 22, через который выход делителя 2 частоты соединен с входом преобразователя 14 положительного напряжения и дополнительным входом элемента 13 совпадения преобразователя отрицательного напряжения выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика 21, второй вход которого подключен к выходу элемента 20 совпадения преобразователя 14 положительного напряжения, дополнительный вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты, причем аналоговый сумматор 18 преобразователя 14 положительного напряжения выполнен в виде операционного усилителя 23, неинвертирующий вход которого через первый резистор 24 соединен с шинойявляющейся первым входом аналогового сумматора, а через второй резистор 25 с виной, являющейся вторюм входом аналогового сумматора, инвертирующий вход .операционного усилителя через третий резистор 26 соединен с его выходом, а через четвертый резистор 27 - с общей шиной, а сравнивающее устройство 19 преобразователя 14 положительного напряжения выполнено в виде операционного усилителя 28, неинвертирующий вход которого через первый резистор 29 соединен с шиной, являющейся вторым входом сравнивающего устройства 19, а инвертирующий вход операционного51 О 45 50 усилителя 28 через второй резистор 30 соединен с шиной, являющейся первым входом сравнивающего устройства.Преобразователь работает следующим образом.Генератор 1 импульсов вырабатывает счетные импульсы, которые поступают на вторые входы элементов 13 и 20 совпадения первого и второго 14 преобразователей соответственно и на вход делителя 2 частоты. На выходе делителя 2 частоты вырабатываются тактовые импульсы, которые определяют такт работы преобразователя напряжение-код. Эти тактовые импульсы поступают на,вход генератора 4 пилообразного напряжения и третий вход элемента 20 совпадения и через инвертор 22 на вход генератора 15 пилообразного напряжения и на третий вход элемента 13 совпадения. Эти тактовые импульсы подго-тавливают работу элементов 13 и 20 совпадения в разные полупериоды тактовых импульсов. В генераторах 4 и 15 пилообразного напряжения вырабатываются в разные полупериоды положительные пилообразные импульсы, причем пилообразный положительный импульс на выходе генератора 4 совпадает с паузой тактовых импульсов, а. на выходе генератора 15 совпадает по времени с тактовыми импульсами.Положительные пилообразные импульсы с выхода генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений поступают соответственно на входы источников 5 и 17 пороговых напряжений. где через диоды 6 заряжают конденсаторы 7 до своих амплитудных значений. Положительные напряжения конденсаторов 7 через буферные усилители 9 поступают соответственно на первые входы сравнивающих устройств 10 и 19 уставнавливая на их выходах напря-. жения 1 запрещающие прохождение счетных импульсов с выхода генератора 2 импульсов на выходы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 и 20 совпадения. В то же самое время с выходов генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений положительные пилообразные импульсы через компенсирующие элементы 12 и 16 поступают на вход сумматоров 11 и 18 соответственно. 15 20 25 30 35 40 При отсутствии входного напряжения на выходе сумматора 11 формируется отрицательный пилообразный импульс, амплитуда которого по модулю в момент прихода пилообразного импульса равна постоянному напряжению на выходе источника 5 порогового напряжения, а на выходе сумматора 18 формируется положительный пилообразный, импульс, амплитуда которого равна положительному напряжению на выходе источника 17 опорного напряжения. Таким образом, при отсутствии входного сигнала напряжения на выходах сумматоров 1 1 и18 не могут быть больше по модулюопорных напряжений источников 5 и17 пороговых напряжений соответственно,и на выходах сравнивающихустройств 10 и 19 поддерживаютсянапряжения; запрещающие прохождение счетных импульсов на входы. реверсивного счетчика 21 через элементы 13 и 20 совпадения.В моменты пауз, когда пилообразные импульсы на выходах генераторов 4 и 15 пилообразных напряжений отсутствуют, конденсаторы 7 в источниках 5 и 21 пороговых напряжениймедленно разряжаются через резисторы 8 до величины большей чем ожидае)мое изменение амплитуды пилообраэного напряжения. При этом на выходах сравнивающих устройств 10 и 19 поддерживаются напряжения, запрещающие прохождение счетных импульсов на входы реверсивного счетчика 21 через элементы 13 н 20 совпадений.В следУющий период тактовых импульсов, в генераторах 4 и 15 пилообразных напряжений вырабатываются новые пилообразные импульсы, которые заряжают конденсаторы 7 источников 5 и 17 порогового напряжения до новых амплитудных значений и на,выходах сравнивающих устройств 10и 19 отсутствуют счетные импульсыи на выходе преобразователя (на выходе счетчика) поддерживается код,соответствующий нулевому напряжениюна входе. преобразователя. При поступлении на вход устройства положительного напряжения, напряжение на выходе аналогового сумматора по модулю становится меньшечем постоянное напряжение на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного сигнала н на выходе сравнивающего устройст 1197082ва 10 поддерживается напряжениезапрещающее прохождение счетныхимпульсов с выхода генератора 2импульсов на первый вход реверсив 5 ного счетчика 21 через элемент 13 совпадения. В это же самое время на выходе аналогового сумматора18 напряжение становится больше на величину входного напряжения, чем 1 О на выходе. источника 17 порогового напряжения, на выходе сравнивающего устройства 19 вырабатывается напряжение, разрешающее прохождение счетных импульсов на вторрй вход ревер-, 1 сивного счетчика через элемент 20 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода делителя 2 частоты на третий вход элемента 20 совпадения поступает 20 положительный импульс,подготавливающий к работе элемент 20 совпадения. На выходе преобразователя (счетчика) устанавливается число (код), пропорциональное величине положительного 25 напряжения за такт работы устройства.При поступлении на вход устройства постоянного отрицательного напряжения, напряжение на выходе аналогового сумматора 18 по модулю будет меньше, чем на выходе источника 17 порогового напряжения на величину входного напряжения и на выходе 19 сравнивающего напряжения будет напряжение, запрещающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 1 импульсов на второй вход реверсивного счетчика через элемент 20 совпадения.В то.же самое время на выходе аналогового сумматора 11 напряжение по модулю будет больше, чем на выходе источника 5 порогового напряжения на величину входного отрицательного напряжения,на выходе сравнивающего устройства 10 вырабатывается напряжение разрешающее прохож-. дение счетных импульсов на первый входреверсивного счетчика 21 через элемент 13 совпадения, так как в этот полупериод тактовых импульсов с выхода инвертора 22 на третий вход элемента 13 совпадения поступает положительный импульс, подготавливающий к работе элемент 13 совпадения. На выходе преобразователя (счетчика) устанавливается число (код),пропорциональное величине отрицательного входного напряжения эа такт работы устройства.Для управления направлением счета используется либо тактовый импульс с выхода делителя 2 частоты, либо с выхода инвертора 22 в зависимости от назначения и структуры построения реверсивного счетчика.Ввиду того, что одновременное присутствие на входах элементов 3 и 20 совпадений импульсовразрешающих прохождение счетных импульсов на оба входа счетчика исключено, автоматически исключается присутствие счетных имульсов на обоих входах счетчика при прохождении сигнала через нуль,так как импульсы разрешающие прохождение счетных импульсов на входы счетчика через элементы совпадения могут присутствовать на входах элементов 13 и 21 совпадения только в разные полупериоды тактовой частоты.197082 Составитель В,МахнановРедактор Г.Волкова Техред З.Палий КорректорМ.Демчик е илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 7576/58 ВНИИПИ Го по дел 113035, Мо.Тираж 8ударственм иэобретква,. Ж1 Подпи ого комитета СССР ний и открытий Раушская наб., д