Устройство для преобразования напряжения в код

 

yCTeonCTiBO ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ. В КОД, содержащее тактовый генератор.выход которого подкгаочен к первому дходу первого элемента И, второй вход которого соедцнеа с первьвчи входами первого и второго элементов сравнения и с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к шине запуска, а второй вход - к ззыходу первого элемента сргшнения, второй вход которого соединен с вторьм входом второго элемента сравнения и с выходом BOFO делителя, вход которого соединен с входной шиной, а информационные входы соответственно соединены с выходами первЬго счетчика, суммируюаий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с с первым выходом второго элемента сравнения, а второй вход - с первьм входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторьм выходом второго элемента сравнения, а выход с суммирующим входом второго счетчика эыходы которого соответственно сое динены с информационными входами преобразователя код-напряжение, первый выход которого соединен с треть , ими входами второго и первого элементов срав.нёния, четвертый вход последнего подключен к выходу источника порогового напряжения, отличающее с я тем, что, с целью расширения динамичеемкого диапазона преобразования,, е него введены третий счетчик, второй делитель,второй триггер, четвертый элемент И и тре тий элемент сравнения, первый вход i которого соединен с входной ияной, второй вход - с выходом первого .эле (Л мента И и с первым входом четвертого элемента И, третий вход - с инверсным выходом второго триггера, четвертый вход - с выходом второго делителя и входом преобразователя . код-напряжение, первый выход - с прямым входом второго триггера-j а второй выход - с суммирующим входом третьего счетчика, вычитающий вход которого соединен с прямым выходом 00 второго %)иггера и через четвертый to элемент И - с вторым входом второго Элемента И, а выходы соответственно оа соединены с информационными входами IsD второго делителя,вход которогосоединен с ийной эталонного напряжения, а второй выход преобразователя коднапряжение подключен к входу источника порогового напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О МВВЮМ

РЕСПУБЛИК

3(5п Н 03 к 13/17

FlO. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВ ТО1%ИО14У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОССР (21 ) .3 37 331 5/18-2 l (22) 25.12.81 (46) 15.05;83.:Вюл..9 18 .(72) В.C. Гречаниченко, B.B.цюняшев

И В. Г. Иелекесцев (53) 681. 325 (088 . 8) (56 } l. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. И., Энергия, 1975, с. 289-314.

Авторское свидетельство СССР

В 924851, кл. Н 03 К 13/17il6.05.79. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ. В КОД, содержащее тактовый генератор, выход -которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого .сое: динен с первыми входами первого и второго элементов сравнения и с выходом- первого триггера, первый вход которого подключен к шйне запуска, а второй вход - к выходу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторим входом второго элемента сравнения и с -выходом пер=. вого делителя, вход которого соединен с входной шиной, а информационные входы .соответственно соединены с выходами. первого. счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с с первым выходом второго. элемента сравнения, а второй вход - с первьм входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом

„„Я(.),„,1 01 8232 второго элемента сравнения, а выходс суммирующим входом второго счетчиками выходы которого соответственно сое динены с информационными входами преобразователя код-напряжение, первый выход которого соединен с треть ими входами второго и первого элементов сравнЕния, четвертый вход последнего подключен к выходу источника порогового напряжения, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования, в него введены третий счетчик, второй делитель, второй триггер, четвертый элемент И и тре.тий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной айной, Ф второй вход — с выходом первого элемента И и с первым входом четвертого элемента И, третий вход — с инверсным выходом второго триггера, С четвертый вход — с выходом второго. делителя и входом преобразователя . Ф код-напряжение, первый выход — с прямым входом второго триггера; а второй выход — с суммирующим входом еи» третьего счетчика, вычитающий вход а Ы которого соединен с прямьм выходом второго триггера и через четвертый элемент И вЂ” с вторым входом второго Я

Ълемента И, а выходы соответственно соединены с информационными входами второго делителя, вход которого соеди- Я нен с шиной эталонного напряжения, а второй. выход преобразователя коднапряжение подключен к входу источника порогового напряжения.

/ 3

1018232

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах.

Известен преобразователь напряжения в .код, содержащий блок выделения разиасти, пороговый элемент, тактовый генератор, сдвиговый регистр, :преобразователь код-напряжение, эле.менты И и триггеры, реализующие так называемый способ поразрядного уравновешивания 1 .

Недостатком этого устройства является малая точность, определяемая величиной наименьшего по значению формируемого эталонного напря- 15 жения. Уменьшение же последнего ограничивается конструктивными сложностями реаЛизации преобразователя код-напряжение.

Наиболее близким к предлагаемому рц по технической сущности и достигаемому результату является устройство для преобразования напряжения в код, содержащее входной делитель и управ.ляющий им первый счетчик, преобразо- 25

,ватель код-напряжение и управляющий им второй счетчик, триггер, выход которого соединен через первый и второй элементы И с входом первого счетчи (a, а вход триггера подключен к шине запуска, генератор тактовых импульсов, подключенный к второму входу первого элемента И, первый и второй элементы сравнения, первый, второй и третий входы которых соединены соответственно с выходами входного делителя, триггера и ПКН, четвертый вход первого элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения, а его выход подключен к второму входу триггера, первый вы- 4О ход 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, второй вход IIKH соединен.с шиной эталонного напряжения, а второй вход входного. делителя — c входной шиной (2 j.

5О

Недостатком этого устройства является малый диапазон преоьразования (от hV . до V ).

Целью изобретения является расширение динамического диапазона преобразования °

Постав. ".енная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения в код, содержащее тактовый генератор, выход которого подк чен к первому входу первого 60 элемента И, второй вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения и с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к шине запуска, 65 а второй вход к выходу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнения и с выходом первого делителя, вход .которого соединен .с входной шиной, а информацинные входы соответственно соединены с выходами первого счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом второго элемента сравнения, а второй вход с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом второго элемента сравнения, а выход — с суммирующим входоМ второго счетчика, выходы которого соответственно соединены с информационными входами преобразова теля код-напряжение, первый выход которого соединен с третьими входами второго и первого элементов срав нения, четвертый вход последнего подключен к выходу источника порогового напряжения, введены третий счетчик, второй делитель, второй триггер, четвертый элемент И и третий элемент сравнения, первый вхоц которого соединен с входной шиной, второй вход— с выходом первого элемента И и с первым входом четвертого элемента И, третий вход - с инверсным выходом второго триггера, четвертый вход с выходом второго делителя и входом преобразователя код-напряжение, первый выход — с прямым входом второго триггера, а второй выход — с суммирующим входом третьего счетчика, вычитающий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и через. четвертый элемент И с вторым входам второго элемента И, а выходы соответственно соединены с информационными входами второго делителя, вход которого соединен с шиной эталонного напряжения, а второй выход преобразователя код-напряжение подключен к входу источника порогового напряжения.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для преобразования напряжения в код.

Устройство содержит тактовый генератор 1, первый 2, второй 3 и третий 4 счетчики, первый 5 и второй б делители, преобразователь 7 код- напряжение (ПКН), первый 8 и второй 9 триггеры, первый 10 второй 11 и третий 12 элементы сравнения, первый

13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 элементы И, шину 17 запуска, входную шину 18, шину 19 эталонного напряжения и источник 20 порогового напряжения. Причем первый делитель

5 управляется первым счетчиком 2, второй делитель б управляется третьим счетчиком 4, а ПКН 7 управляется вторым счетчиком 3, выход первого

1018232 ственно).

3T(i" 1) V

Аб триггера 8 соединен с входом первого элемента 13 И, а его вход подключен к шине 17 .запуска, генератор 1 так= товых импульсов подключен к первому входу первого элемента 13 И, первый, второй и третий входы первого 10 и второго 11 элементов сравнения соединены соответственно с выходами первого триггера 8, первого делите-, ля 5 и ПКН 7, четвертый вход первого элемента 10 сравнения соединен с вы- 10 ходом. источника 20 порогового напряжеяия, а его выход подключен к второму входу первого триггера 8, первый выход второго элемента 11 сравнения, через второй элемент 14 И подключен 15 к входу первого счетчика 2, а второй выход через третий элемент 15 И— к входу второго счетчика 3, вход первого делителя 5 подключен к входной шине 18, выход первого элемента

13 И через третий элемент 12 сравнения, второй триггер 9 и четвертый элемент 16 И подключен к второму входу второго 14 и первому входу третьего 15 элементов И, вход второго делителя 6 соединен с шиной 19 эталонного напряжекия, а его выход подключен к входу ПКН 7 и к четвертому входу третьего элемента 12 сравнения, первый и третий входы которого подключены соответственно к входной шине.18 и к второму выходу второго триггера 9, первый вход третьего счетчика 4 соединен с вторым выходом третьего элемента 12 сравнения., а второй вход — с первым выходом второго триггера 9, первый вход. четвертого элемента 16 И подключен к выходу первого элемента .

13 И, вход источника 20 порогового напряжения подключен к второму вы- 4Q ходу ПКН 7.

Устройство работает следующим образом. .Импульс с шины 17 запуска опрокидывает триггер 8 .и импульсы с такто- 45 вого генератора 1 проходят через открытый элемент 13 И на вход элемента 12.сравнения, производящего сравнение напряжения Ч„, поступающего с входной шины 18„ и эталонно. го напряжения, поступающего с выхода делителя 6. На первом такте сравI

U ниваются напряжения, поступающее с выхода делителя 6 (A — коэффициент,определяемый ПКН и равный чис- 55 лу возможных состояний счетчика 3), и эходиое напряжение Чк.

Ч

Если - - больше V то на втором выходе элемента 12 сравнения выра- 6(). батывается импульс,.поступающий на суммирующий. вход счетчика 4, который переходит во второе состояние. В результате на выходе делителя 6 формируется напряжение +T . Работа про- 65

A текает аналогично до тех пор, пока

- ф- станет меньше Чх" При

Ч т этом на втором выходе элемента 12 сравнения формируется импульс, перебрасывающий триггер 9. Потенциалом с выхода пос)вреднего элемент;- 12 сравнения блокируется, а импулй ом, образующимся при дифференцировании

,(схема дифференцирования на чертеже не приведена) положительного пе- .3 репада напряжечия на выходе триггера 9,с содержимого счетчика 4 вычитается единица. В результате на выходе делителя 6 формируется напряжение V . = - -, которое

Чэт эт (i- a) Х - поступает на вход ПКН 7. Таким образом происходит, выбор необходимого эталонного напряжения для конкретно" го значения входного напряжения

Ч (, )>Ч, > аЧ Тактовые импульсы через открытый потенциалом с триггера 9 элемент

16 И поступают на входы элементов

14 и 15 И. В зависимости от значения напряжений, поступающих на элемент .11 сравнения (с выхода делителя 5 и ПКН 7), на одном из двух его выходов появляется сигнал логической 1 . Так., при большем напряжении на .выходе делителя 5 напряжеПРи Nx hVx > N T Ч т эт выходной сигнал элемента ll сравнения открывает элемент 15 И, а при

N х дЧх (N эт дVэт элемент 14 ll

В;первом исходном состоянии на выходе делителя 5 напряжение равно

V 01 аЧ„= — - (где В 2 - l — коэфВ фициент деления делителя 5), а на выходе ПКН 7 - ctV = - - (где

Ч т и эт ..А

А = 2 -1 . и и п -количество

Р 1 2 разрядов счетчиков 2 и .3 соответПредположим, что дЧХ >дЧэт тогда открывается элемент 15 И m тактовый импульс с генератора 1 поступает на счетчик 3, управляющий

lIKH 7, в результате чего на выходе последнего появляется напряжение

2 ьЧ . Когда напряжение .с IIKH 7 превышает напряжение с делителя 5 открывается элемент 14 И, через который тактовые импульсы поступают на счетчик 2, управляющий делителем

5. В результате на выходе последнего появляется напряжение 2 ьЧ„. Таким образом, устройство работает до тех пор, пока разность сравниваемых напряжений И аЧ и N eV)(становится равной или меньше неко срого порога аЧ„, который определяет требуемую точность преобразОвания. Значение як выбирается из условия

1028232

Составитель Л. Беляева

Редактор A. Химчук Техред Л.Пекарь Еорректор3. Рошко

Заказ 3560/53 Тйраж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и Формируется" путем деления на.В значения 4V < » . В этом случае элемент

10 сравнения выдает импульс, возвращавший триггер 8 в исходное состояние. Результат преобразования - код входного напряжения Чх находится по выражению

9М ът зтх х ., дГ

10 где Nx и и „.- коды счетчиков 2.и 3 соответственно.

Погрешность преобразования при этом определяется по выражению

2Ок б 1/2тИ-я !

Их ANê

Таким образом, получается положительный эффект от использования предлагаемого устройства, эаклкиаквцийся в .расширении динамического диапазона преобразуемых напряжений.

Если в прототипе значения преобразуемых напряжений ограничены снизу напряжением,. равным кванту эталонного напряжения, т.е. аЧ, то в предлагаемом изобретении нижний предел преобразуемых напряжений уменьшается во столько раз, в сколько можно уменыять эталонное напряжение, т е в A раэ. При этом диаA паэон преобразуемых напряжений расширяется также в А " раэ.