Преобразователь напряжения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОВЯ 6 ВТИескипРЕСПУБЛИК А 20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Винницкий политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство ССВ 851770, кл. Н 03 К 13/20, 1979.2. Авторское свидетельство СССРМф 9840391 кл,. Н 03 К 13/201 198 1(прототип),(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основнойформирователь импульсов сброса, элемент НЕ, ш блоков преобразованиявременного интервала в код, каждыйиз которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов,п квантронов, соединенных оптическипоследовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выходкоторого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервалав код, а вход - с входом блока преобразования временного интервалав код, вход первого блока преобразования временного интервала в кодчерез блок задержки соединен с выходом преобразователя напряженияво временной интервал, а вход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второйоптический вход каждого из которых,кроме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые оптические выходы - с оптическими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код,а выход каждого предыдущего блокапреобразования временного интервала в код соединен с входом каждогопоследующего блока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены в блоки преобразования временного интервала в код, первый элемент ИЛИ, первый Формирователь импульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вьмодом преобразователянапряжения во временной интервал,с входом элемента НЕ и первымвходом первого элемента ИЛИ, второй вход. которого соединен с входомформирователя импульсов, а выходчерез первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блокапреобразования временного интервалав код, соединен с вторыми входамиквантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кромепоследнего квантрона, и второй входпервого квантрона соединены непосред;ственно с вторыми входами. о -1 квант"роков первого блока преобразованиявременного интервала в код и черезосновной формирователь импульсовсброса с выходом элемента НЕ и тре"тьими входами первьм квантронов,причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника1109901 оптический вход-которого соединенс первым оптическим выходом (я,-1)-гоквантрона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формировательимпульсов сброса соединен с третьимивходами второго и третьего квантронов, третьи входы последующихквантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сброса соединеныс выходом первого элемента ИЛИ.2, Преобразователь по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоквантроны, кроме первого, выполненына светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом .квантрона, а второй вывод - с первыми выводами фотоприемников, .с базой транзистора,катодом диода, анод которого соединен с вторым входом квантрона,причем эмиттер транзистора соеди"нен с общей шиной, а коллектор - санодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона,а катод - с вторым выводом первогофотоприемника, оптический входкоторого соединен с первым оптичес" 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения аналого-кодовых преобразователей.Известен преобразователь напряжения в код, содержащий блок преобразования напряжения во временной интервал, блок задержки, светоизлучатель, управляющий элемент, формирователь импульса сброса, квант О роны, развязывающий диод, диод, формирователь импульса, фотоприемник, блоки преобразования временного интервала в код 1 11.Недостатком преобразователя яв ляется квантование времени на время, равное времени гашения квант- рона, которое значительно больше времени возбуждения квантрона, что уменьшает точность преобразования. 2 О ким входом квантрона и оптическимвыходом светодиода, второй выводвторого фотоприемника соединен стретьим входом квантрона, второйоптический вход которого соединенс оптическим входом второго фотоприемника. 3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что первый квантрон выполнен на светодиоде,диоде, фотоприемнике, транзистореи,:вух резисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - спервыми выводами фотоприемника,второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор -с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым ивторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводомпервого фотоприемника, оптическийвход которого соединен с первым оптическим выходом светодиода, приэтом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона,1Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь напряжения в код, содержащий блок задержки, формирователь импульса сброса и блок преобразования временного интервала в код, каждый из которых выполнен на фотоэлементе, формирователе импульсов, двух развязывающих диодах и квантронах, а также преобразователь напряжения во временной интервал, выход которого через блок задержки соединен с входом первого блока преобразования временного интервала в код, а через формирователь импульса сброса и первые развязывающие диоды - с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предыдущего квантрона оптически соединенгок 20 ЗО 50 с первым оптическим входом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона - с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход формирователя импульсов через второй развязывающий диод соединен с входом второго блока преобразования временного интервала в код, оптоэлектронный элемент ИЛИ, каждый бло преобразования временного интервала в код содержит элемент НЕ и блок контроля, причем выход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с входами установки всех квантронов и фотоэлемента, выход элемента НЕ - с входами сброса первого квантрона, а его вход - с входами сброса остальных квантронов, оптический выход каждого квантрона оптически соединен соответственно с вторым оптическим входом каждого предыдущего квантрона и с соответствующим входом блока контроля, оптические выходы первого и последнего квантронов оптически соединены соответственно с вторым и первым их оптическими входами, при этом выход каждого блока контроля оптически соединен с соответствукщим входом оптоэлектронного элемента2;Недостатком известного преобразователя является то, что время возбуждения квантронаприраввнивается времени гашения, и временной интервал квантуется на время, равноечто отрицательно влияет на точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, ш блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фото- приемник, формирователь импульсов, и квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого чере- формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код,901 4а вход - с входом. блока преобразования временного интервала в код,вход первого блока преобразованиявременного интервала в код черезблок задержки соединен с выходомпреобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждогоблока преобразования временногоинтервала в код соединен с первымивходами квантронов, второй оптический вход каждого из которых, крОме первого квантрона, соединен спервым оптическим выходом каждогопоследующего квантрона, вторые оп"тические выкоды - с опт; ческимивыходными шинами, кроме первого . квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код,а выход каждого предыдущего блокапреобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, введены вблоки преобразования временногоинтервала в код первый элемент ИЛИ,первый формирователь импульсов сброса, а в первый блок также введенывторые фотоприемник, формировательимпульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения вовременной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с входом формирователяимпульсов, а выход через первыйформирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования вре"менного интервала в код, соединенс вторыми входами квантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредственно свторыми входами и квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основ"ной формирователь импульсов сбросас выходом элемента НЕ и третьимивходами первых квантронов, выходблока задержки соединен с входомвторого фотоприемника, оптическийвход которого соединен с первым оптическим выходом (- 1)-го квант- рона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формировательимпульсов сброса соединен с третьим входами второго и третьего квантронов, третьи входы последующих10 20 30 35 40 45 50 квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сбро; соединены с выходом первого элементаИЛИ,При этом квантроныкроме первого, выполнены на светодиоде, диоде,двух Фотоприемниках, транзистореи резисторе, первый вывод которогосоединен с первым входом квантрона, а второй вывод - с первымивыводами фотоприемников, базой транзистора и катодом диода, анод которого соединен с вторым входомквантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединенс первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого Фотоприемника,оптический вход которого соединенс первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода,второй вывод второго фотоприемникасоединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которогосоединен с оптическим входом второго фотоприемника,Кроме того, первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и двух ре-зисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входомквантрона, второй вывод - с первымивыводами фотоприемника, второгорезистора, с базой транзистора ианодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединенс общей шиной, а коллектор - санодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым ивторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводомпервого фотоприемника, оптическийвход которого соединен с первымоптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, приэтом второй вывод второго резисторасоединен с третьим входом квантрона.На фиг, 1 приведена структурнаясхема предлагаемого преобразователя,на фиг. 2 и 3 - структурные схемы.квантронов.Преобразователь содержит блоки1 и 2 преобразования временного интервала в код, которые предназначены для сохранения единочно-позиционного кода, пропорционального преобразуемому напряжению до следующего цикла преобразования, каждыйблок представляет собой один разрядкода, преобразователь 3 напряженияво временной интервал, вход которого является входом устройства, авыход соединен с входом элементаНЕ 4 и с входом блока 5 задержки(время задержки 2 ьв ), выход которого, являющийся входом блока 1, под"."единен параллельно с входамиквантронов 6- 11, а к входам квантро"нов 12-17 параллельно подключенвыход блока 1. Квантроны 6 и 12 предназначены для подачи светового пучка соответственно на квантроны 7н 13 и их входы возбуждения параллельно соединены с выходами элемента НЕ 4. Оптический выход каждого квантрона соединен с оптическим входом последующего квантрона, а оптический выход каждого последующего квантрона соединен с оптическим входом сброса каждого предыдущего квантрона, кроме первого, квантроны 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16 и 17 предназначены для квантования времени и хранения кода. Выход блока 5 также параллельно подсоединен к входам фотоприемников 18 и 19; а к входу фотоприемника 20 подсоединен выход блока 1, к оптическим входам фотоприемников 18-20 - соответственно оптические выходы квантронов 10, 11 и 17, выходы фотоприемников 18-20 соответственно подсоединены к первым входам элементов ИЛИ 21-23, к вторым входам которых параллельно подключен выход преобразователя 3. Фотоприемники 18-20 предназначены для преобразования светового сигнала в электрический, формирователи 24-27 импульса сброса - для сброса квантронов. Вход формирователя 24 подсоединен к выходу элемента НЕ 4, а выход - параллельно оптическим входам оптического сброса всех квантронов, кроме последних квантронов каждого блока 1 и 2, Формирователь 24 сброса предназначен для сброса всех квантронов, кроме старших возбужденных квантронов в блоках 1 и 2, по завершению /преобразования, формирователь 25, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ. 21, а выход параллель7 1но подсоединен к входам сбросовквантронов 7 и 8 - для сброса квантРонов 7 и 8; формирователь 26,вход которого подсоединен к выходуэлемента ИЛИ 22, а выход параллельно подсоединен к входам сбросаквантронов 9-11 - для их сброса, формирователь 27 импульсов, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 23, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 13- 17 - для их сброса. Вход формирователя 28 импульсов подсоединенк выходу фотоприемника 19, а выход,являющийся выходом блока 1 преобразования, параллельно подсоединенк входам всех квантронов и фотоприемника 20, формирователь 28 предназначен для возбуждения младшегоневозбужденного квантрона в разряде (блок 2), Вход формирователя 29импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 20, а выход являетсявыходом блока 2 и может подсоедиФняться к входу следующего блока преобразования,Квантроны 7-11 и 13-17 (фиг. 2)и квантроны 6 и 12 (фиг. 3) состоятиз резистора 30 (31), вход которого является разрешающим входомвозбуждения квантрона, а выход подсоединен к базе транзистора 32(33),эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор - к анодусветодиода 34(35), катод которогоподсоединен к минусу питания и квходу фотоприемника 36(37), выходкоторого соединен с базой транзистора 32(ЗЗ), к базе транзистора 32также подсоединен выход фотоприемника 38 (фиг. 2), вход которогоявляется входом оптического сброса квантронов, а оптический вход -оптическим входом оптического сброса квантронов. Для сброса квантронов 6 и 12 предназначен фотоприемник 39 (фиг. 3), вьпсод которого подсоединен к базе транзистора 33, авход является входом сброса квантрона. Катод диода 40 (фиг. 2) подсоединен к базе транзистора 32, аанод является входом сброса квантронов, анод диода 4 1 подсоединен кбазе транзистора 33 (фиг. 3), а катод является входом установки квантронов.На вход блока 3 подается преобразуемое напряжение в пропорциональный по длительности импульското 109901 8рый через элементы ИЛИ 21-23 и формирователи 25-27 поступает на входысброса квантронов и устанавливаетих в нулевое состояние. Этот же импульс через элемент НЕ 4 и диод 41(фиг. 3) устанавливает первые квантроны блоков 1 и 2 в единичное состояние. Такое состояние всех квантронов и будет начальным состояниемустройства.Квантроны работают следующим образом.При одновременной подаче временного интервала на вход резистора30 (фиг. 2) и оптического сигналана вход фотоприемника 36 транзистор32 открывается, квантрон переходитв возбужденное состояние, котороесохраняется сколь угодно долго засчет обратной оптической связи между светодиодом 34 и фотоприемником 36.Время возбуждения квантрона поддерживается постоянным и равно Г,.ВРемя гашения равно 2 Г .При воздействии сигнала на входсброса (диод 40) или одновременнооптического и электрического сигналов на фотоприемник 38 транзистор32 закрывается и квантрон переходитв нулевое информационное состояние.После установки преобразователяв начальное состояние импульс временного интервала через блок 5,время задержки которого 2 Г , пос8 фтупает на входы установки квантронов. За время с,8 срабатывает квантрон 7, за время 2- квантрон 8и т.д. После того как квантрон 10 40перешел в состояние засвечиванияУфотоприемник 18 пропускает достаточный по величине сигнал черезсвой выход на вход элемента ИЛИ 21,импульс которого поступает на вход 45формирователя 25, импульсы (длительность 2 С ) которого, поступаяна входы сброса квантронов 7 и 8,устанавливают их в нулевое состояние, что позволяет дальнейшие преобразования вести без погрешности50В процессе преобразования после того, как последний квантрон 11перешел в состояние засвечивания,фотоприемник 19 пропускает достаточный по величине сигнал через свойвыход на входы формирователя. 28импульсов и элемент ИЛИ 22. С выхода элемента ИЛИ сигнал поступаетна вход формирователя 26, вьпсодной35 9 11099 сигнал которого поступает на входы сброса квантронов 9-11, устанавливая их в нулевое состояние, подготавливая их для дальнейшего преобразования. А с выхода формирова 5 теля 28 сигнал поступает на входы установки всех квантронов блока 2, а также на вход фотоприемника этого же блока, где процесс преобразования происходит следующим образом, 1 О При поступлении сигнала с формирователя 28 каждый раз возбуждается один квантрон, а сброс происходит одновременно всех квантронов, кроме квантрона 12. В последующих бло ках преобразования процесс происходит аналогично блоку 2.По окончании временного импульса, поступающего из блока 3, возбуждение квантронов прекращается и пос- ро редством элемента НЕ 4 формирователь 24 вырабатывает импульс длительностью 2 Ге, который поступает на: входы сброса фотоприемника 38 (или фотоприемника 39 для первых квант ронов блоков преобразования) квантронов и при одновременной подаче оптического сигнала с последующего квантрона все квантроны, кроме старшего возбужденного квантрона, обнуляются. Таким образом, в единичном состоянии остается лишь один ф квантрои,.блока преобразования и информации представляется в единичнопоэиционном коде.Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность преобразования напряжения в код за счет использования свойств квантронов. В из-. вестном устройстве каждый последую О щий возбужденный квантрон сбрасыва 0110ет предыдущий. Если время гашения1первого квантрона ь"г, второго третьего Г , а время возбуждения первого квантрона В, второго 7 третьего , то первый квантрон погасится через время т + 7 после его возбуждения, второй - че+ э ретин - 4 + + 7; Теперь рассмотрим моменты возгбуждения и гашения относительно начального момента времени, Через время= Г возбуждается первый квантрон, через= Т" + т - втоРой, 15 Е = В +Е + ТЕ - тРетий и 4 -+ т 2 + сз + г 4 - четверь е е в е тый. Через время .с " = т"+ с 2 +гаГ В 6 1 сится первый квантрон, через.г.УТ" + Ге +Гг - второй квантрон, аналогично З = Г + т+ С" +,4+ + сз . Разность во времени гашенияевторого и первого квантрона состав(ф 1 + /2 +) ггз,-гг 1В В г ег г При разбросе времени гашения может оказаться, что Г"е +и тогда второй квантрон гасится раньше, чем погасился бы первый ведь его гасит вторбй возбужденный квантрон) относительно начального момента времени, А значит, в процессе преобразования может происходитьэалипание крантронов т,е. состояние 001 может представляться как 101, что неверно. Поэтому известное устройство позволяет вести преобразование только по времени гашения. В предлагаемом преобразователе эти недостатки отсутствуют, что позволяет вести процесс преобразования временем возбуждения, чем повышает ся точность преобразования.Корректо ирня ковецка т писное 4/ Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Филиал з 6101/42 ВНИИПИ Государств по делам изоб 113035, Москва, Ж