Преобразователь напряжение-код

Номер патента: 1317660

Автор: Федоров

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН 9) (11) РЕСПУБЛИ 51)4 Н ОЗМ БРЕТЕНИ%1 1)3 дМ,.1"1сд Ъ ЛЬСТВУ ВТОРСК ВИДЕ ние напряжен выполнять кодировтем раэвертывающев двух соприкасающтервалах времени ешиван о уравн ихся та вых иним апного последующ ычислением мгнов паратным ыи времяимпул апряжение - к ики импул ной инфоркоторые етчиками ифровое в 3 ил сче БРАЗОВАТЕЛЬ НАПР 54) ПРОД схо нык совместнообразуют ичислитель ент(5 ерполир е устро м электриках инфрапозволяе е ческ в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.06.87. Бюл. У 22 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Камско-Ачинского угольного бассейна(56) Орнатский П.П, Автоматические измерения и приборы, - Киев: Вища школа, 1980, с.471.Шляндин В.М. Цифровые измеритель ные устройства. - М.: Высшая школа, 1981, с. 186, рис.3,40. Изобретение касаетс их измерений в диапа их и звуковых частот ения методом линейнойэобретение позволяетическую погрешностьиз-за изменения напряе кодирования и устленность момента вреу следует отнести поля этого в стандартсный преобразовательд введены реверсивныесов для накопленияации и логические элезначения наприинтерполяции.уменьшить динампреобразованияжения в процесранить неопредмени, к которолученный код.1 131Изобретение относится к устройствам для электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот и может использоваться при экспериментальном определении амплитуднофазовых частотных и переходных характеристик четырехполюсников, при акустических измерениях, исследованиях в области систем автоматического управления и регулирования, в геофизике, биофизике, акустике, океанологии и т.д., в частности для кодирования мгновенных значений медленно изменяющегося напряжения методом развертывающего уравновешивания (времяимпульсного преобразования).Цель изобретения - уменьшение динамической погрешности преобразователя.На фиг.1 представлена блок"схема, устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие функционирование устройства; на фиг.3 - графики, иллюстрирующие метрологические характеристики преобразователя.Устройство содержит вход 1 преобразователя, вход 2 "Запуск", сравнивающее устройство 3, генератор 4 пилообразного напряжения, блок 5 управления, первый 6, третий 7 и второй 8 выходы, вход 9 управления блока 5, КБ-триггер 10, ключ 11, генератор 12 опорной частоты, первый реверсивный счетчик 13 импульсов, счетный вход 14, вход 15 управления, вход 16 Установки первого реверсивного счетчика, первый 17 и второй 18 элементы,И, первый элемент ИЛИ 19, второй реверсивный счетчик 20, вход 21 установки, вход 22 управления второго реверсивного счетчика, блок 23 передачи кода, четвертый элемент ИЛИ 24, счетчик 25 импульсов, второй 26 и третий 27 элементы ИЛИ, третий реверсивный счетчик 28, счетный вход 29, вход 30 установки, выход 31, знаковый выход 32 третьего реверсивного счетчика, третий элемент И 33, информационный выход 34 преобразователя, выход 35 "Готов" и вход 36 управления третьего реверсивного , счетчика.Устройство, работает следующим образом.На вход 1 преобразователя поступает медленно изменяющееся напряженение Б(С) (эпюра 37, Фиг.2). При С=О на вход 2 устройства от внешнего источника подается короткий запускаю 7660 2щий импульс (эпюра 39, фиг,2). Этотимпульс производит установку в "0"всех трех реверсивных счетчиков 13,20 и 28, транслируясь блоком 5 управления на его первый выход 6 (эпюра40, Фиг.2), и запускает генератор 4,который Формирует два периода пилообразного напряжения Б(С) (эпюра 37,фиг.2).10 Одновременно с запуском генератора сигнал с первого выхода 6 блока5 производит установку в "0" КЗ-триггера 10 (в моменты времени С=О иС ), Напряжения О(С) и О(С) сравни ваются с помощью устройства 3, формирующего короткие импульсы при равенстве напряжений Б(С) и Б (С) вмоменты времени С=С и С=С . Этими1 2импульсами КБ-триггер 10 по Я-входу 20 переводится в единичное состояние,так что на выходе этого триггерапоявляется потенциал (эпюра 38,Фиг.2).Длительности первого (С,) и второго (С в ) выходных импульсов КЯ 2триггера 10 пропорциональны мгновенным значениям преобразуемого сигнала в моменты времени соответственно С=С и С=С, причем С.,=(т/Б)О(С) 30 и С -с=(7/13 )У(С ), где О, - амплитуда пилы генератора 4 (эпюра 37,фиг. 2) .Ключ 11 открыт, если его управляющийпотенциал (эп-ра 38, Фиг.2) имеетуровень "1". В этом случае он пропускает на свой выход пачки из Я ==епС(Е С) и М =епС ГГ (С -Г) импульсов генератора 12 опорной частоты,где й - частота генератора 12. Режим работы всех трех реверсивных 40 счетчиков (суммирование или вычитание) определяются потенциалами второго 7 и третьего 8 выходов блока 5(эпюры 41 и 42, Фиг.2) так что приОсСс 7 на входы управления реверсив ных счетчиков поступает нулевой потенциал и устаналивается режим вычитания. В течение указанного интервала времени через элемент ИЛИ 25 на счетный вход реверсивного счетчика 28 поступает пачка из И импульсов, так что в момент С= 7 содержимое. этого счетчика достигает величины - И . Эпюра 43 Фиг.2 иллюстрирует изменение во времени содержимого реверсивного счетчика 28. Элементы И 17 и 18 в это время закрыты потенциала- ми соответственно второго 7 и третьего 8 выходов блока 5, поэтому коды реверсивных счетчиков 13 и 20 (эпюра45, фиг.2) в интервале 0,1 не изменяется и остается равными. нулю.Прийс 2 потенциалы выходов 7и 8 блока 5 (эпюры 41 и 42, фиг.2)таковы, что на управля 6 щих входахвсех трех реверсивных счетчиков устанавливается потенциал "1" и счетчикипереводятся в режим суммирования, Вэтом интервале времени сигнал второго вьмода 7 блока 5 деблокирует элемент И 17, так что к моменту времениС=2 в реверсивных счетчиках 20 и28 фиксируются коды Х и й И=В-Ю,(эпюры 45 и 43, фиг.2), причем информация о знаке а 13 пйя величины дн выводится на выход 32 реверсивногосчетчика 28,При С=2 элемент И 17 закрывается,а И 18 - открывается потенциалом поэпюре 42 на фиг.2. Импульсная последовательность генератора 12 черезэлемент и 18 проходит на счетные входы реверсивных счетчиков 13 и 25. Импульсы переполнения реверсивного счетчика 13 через элемент ИЛИ 19 поступа ют на счетный вход второго реверсивного счетчика 20, Режимы работы всехтрех реверсивньис счетчиков в этомтакте Функционирования преобразователя определяются потенциалом знакового выхода 32 счетчика 28. Этот потенциал имеет уровень "0" при йМ 0и уровень "1" при йй(0. Учитываяуровни выходных сигналов блока 5(эпюры 41 и 42, фиг.2), находим,что 35при йИО все реверсивные счетчики работают в режиме вычитания, а прийИ(0 - в режиме суммирования.При =2 Ф на третьем выходе блока5 возникает положительный перепаднапряжения (эпюра 42, фиг,2). Этотперепад через четвертый элемент ИЛИ24 открывает на некоторое время блокпередачи кода 23 и код Б, хранящийся в реверсивном счетчике 20, запи 45сывается в счетчик 25. Этот счетчиквыполнен вычитающим, поэтому приг 27 его содержимое под воздействиемвыходных импульсов элемента И 18уменьшается до нуля. Импульс обнуления, появляющийся на выходе счетчика 25, через элемент ИЛИ 24 воздействует на блок 23 и производит очередную перепись кода реверсивногосчетчика 20 в счетчик 25. Импульс об нуления счетчика 25 через элементИЛИ 26 поступает также на счетныйвход 29,счетчика 28 и уменьшает его содержимое на единицу, если йИО, или увеличивает это содержимое, если йБ(0.В дальнейшем содержимое счетчика 25 под воздействием выходных импульсов элемента И 18 вновь уменьшается до нуля, производится очередная запись текущего кода реверсивного счетчика 20 в счетчик 25, изменение на единицу содержимого реверсивного счетчика 28 и т.д. Этот процесс продолжается до обнуления в момент времени с= (эпюра 43, фиг.2) ревер" сивного счетчика 28, после чего потенциалом с выхода 31 (эпюра 44, фиг.2) счетчик 28 закрывает элемент И 18. Указанный потенциал выдается также на выход 35 преобразователя в качестве сигнала готовности информации к считыванию внешним потребителем. Искомая информация. Б оевеличине мгновенного значения кодируемого напряжения снимается .с вьмодов 34 реверсивного счетчика 20 (эпюра 45, фиг.2).Процесс преобразования кодов В и йИ, выполняемый в рассматриваемом устройстве при 2 сТ(В, описывается алгоритмом: Им11И=И -епС- зддтиХ Е.1 Я -):1 где Н - результат преобразования0 - емкости реверсивных счетчиков 13, 20 и 25.Учитывая, что при П 1 вычитаемое выражение в квадратных скобках этой формулы много меньше величины И, получают Б (1-СИЯ).Для выяснения, какой характеристике преобразуемого напряжения отвечает полученный код Б, строят оценку производной обрабатываемого сигнала: а с " с,-сц Б-Б, +Р. где Р=7 ЕО. Находят оценку ц(С) величины сигнала ц при ц=о( )- сИЗ(С)5 1317660Следовательно: Ю (Р/У )0( ). Та- д ким образом, код Н пропорционаленоценке 0 мгновенного значения пре- к образуемого напряжения в фиксирован- у ный и известный заранее момент вре в мени С= С. Аргумент результата коди- к рования не меняется при произвольном с изменении промежуточных результатов Ц преобразования - величин И и Ы. нНа фиг,З сплошными линиями пред в ставпены зависимости относительной п погрешности 1=-1+0(1) /Б(1) кодирова - р ния мгновенного значения напряжения с П(С/7)=Ц /4095) Га+Ь(С/)+с(С/), с изменяющегося во времени по парабо 15 э лическому закону от величины коэффи- в циента Ь для заданного набора значе- д ний коэффициента с, вынесенных ви шифр кривых при а=2048 и Р=4095, Пунк- г тирными линиями на фиг,З изображены 2 О т зависимости относительной погрешнос- с ти д,=-1+И Ц/Рц(1) известного уст- ч ройства прототипа для аналогичных л условий кодирования, ГраФики фиг.З г показывают, что предлагаемое устрой- к ство характеризуется существенно э меньшей динамической погрешностью, к чем прототип. Так, при Ь=60 и с=20в 0,8% против д";,=2,78% для прототи- к па. Если Ь 60 и с=О, то д"-0,022%, -ф в тогда как погрешность устройства-про- в тотипа в этих условиях; ,=1,49% ид та до с формула из обретения 35 Преобразователь напряжение - код, содержащий счетчик импульсов и последовательно соединенные блок управления, генератор пилообразного 40 напряжения сравнивающее устройство, ,КЯ"триггер и ключ, второй вход которого подключен к генератору опорной частоты, второй вход сравнивающего устройства является входной ши ной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,. с целью уменьшения динамической погрешности преобразователя, в него введены первый, второй и третий элементы И, первый, второй, третий и 50 четвертый элементы ИЛИ, три реверсивных счетчика импульсов и блок передачи кода, вход записи которого соеинен с выходомчетвертого элемента ИЛИ, первый вход которого подключенвыходу счетчика импульсов, входы становки которого подключены соотетственно к выходам блока передачи ода, информационные входы которого оединены соответственно с информаионными выходами второго реверсивого счетчика импульсов, счетный ход которого соединен с выходом ервого элемента ИЛИ, первый и втоой входы которого соответственно оединены с выходами первого реверивного счетчика импульсов и первого лемента И, счетный вход первого реерсивного счетчика импульсов объеинен со счетным входом счетчика имульсов и подключен к выходу второо элемента И, первый, второй и треий входы которого соединены соответтвенно с выходом генератора опорной астоты, вторым выходом блока управ- ения и выходом третьего реверсивно" о счетчика импульсов, счетный вход оторого соединен с выходом второго лемента ИЛИ, первый и второй входы оторого соединены соответственно с ыходом счетчика импульсов и выходом люча, который подключен.к первому ходу первого элемента И, второй ход которого объединен с первым вхоом третьего элемента ИЛИ и соединентретьим выходом блока управления, второй вход третьего элемента ИЛИ поцключен к выходу третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно со знако; вым выходом третьего реверсивного счетчика импульсов и вторым выходом блока управления, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входами управления реверсивных счетчиков импульсов, входы установки которых объединены с входом управления блока управления и являются шиной "Запуск", выходы второго и третьего реверсивных счетчиков импульсов являются соответственно первой и второй выходными шинами, при, этом второй вход ВЯ- триггера соединен с первым выходом блока управления, а второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к второму выходу блока управления.1317660 Ю;Р га. Составитель Техред Л.Ол олодова Редактор Л.Пчелинска орректор И.Муск аказ 2435 5 Тираж 901 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская н

Смотреть

Заявка

4008826, 16.01.1986

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ПРОБЛЕМАМ РАЗВИТИЯ КАНСКО-АЧИНСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

ФЕДОРОВ ИГОРЬ МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03M 1/56

Метки: напряжение-код

Опубликовано: 15.06.1987

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1317660-preobrazovatel-napryazhenie-kod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь напряжение-код</a>

Похожие патенты