Аналого-цифровой преобразователь с цифровой коррекцией

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЦИФРОВОЙ КОРРЕКЦИЕЙ, содержащий источники двух эталонных и измеряемого напряжений, выходы которых соответственно через первый, в-торой и третий аналоговые ключи соединены с входом преобразователя напряжение-частота, сдвигающий регистр , три выхода которого соединены с вторыми входами соответствующих аналоговых ключей и первыми входами первого, второго и третьего элементов И, генератор импульсов постоянной частоты, первый, второй, третий и четвертый двоичные умножители , входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого счетчиков, девятый счетчик, четвертый и пятый элементы И, первый вход крторого соединен с выходом третьего двоичного умножителя, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены делитель с переменным коэффициентом, первый, второй и третий формирователи, шестой, седьмой , восьмой, девятый и десятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, блок вычитания , блок сравнения, элемент ИЛИ и десятый счетчик, вход которого соединен свыходом генератора импульсов по.стоянной частоты и с первым входом шестого элемента И, выход десятого счетчика соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выход первого из которых соединен с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к первому выходу сдвигаквдего регистра и выходом - к вычитающему входу первого счетчика, с первым входом девятого элемента К, подключенного вторым входом к второму выходу сдвигающего регистра, и выходом к вычитающему входу третьеi го счетчика., с вычитающим входом пятого счетчика, подключенного вто (Л С pbw выходом к первому входу блока сравнения, с первым входом десятого элемента И, подключенного вторым входом к выходу первого триггера и выходом к первому входу второго триггера, с входом счетчика , выход первого двоичного умножителя соединен с первым входом блока вычитания, второй вход кото :о рого подключен к выходу второго двоичного умножителя, а выход - к второму входу второго триггера, выход которого соединен с вторым входом :п шестого элемента И, подключенного выходом к входам второго, четверvi того и девятого счетчиков, выход третьего счетчика соединен с вторьм входом блока сравнения, третий вход которого соединен с третьим выходом сдвигающего регистра , а выход - с входом первого триггера, выход преобразователя напряжение-частота через первый, второй и третий элементы И подключен входу элемента ИЛИ, соединенного выходом через первый .формирователь с входом третьего триггера, инверсный выход которого соединен с

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (112

3(50 Н 03 К 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3396587/18-21 (22) 06.01.82 (46) 23.01.84. Бюл. 9 3 (72) E Б.Грейз (71) Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 769734 кл. Н 03 К 13/20, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2993340/21,17.10.80 (прототип). (54)(57) АНАЛОГΠ†ЦИФРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЦИФРОВОЧ КОРРЕКЦИЕЙ, содержащий источники двух эталонных и измеряемого напряжений, выходы которых соответственно через первый, второй и третий аналоговые ключи соединены с входом преобразователя напряжение-частота, сдвигающий регистр, три выхода которого соединены с вторыми входами соответствующих аналоговых ключей и первыми входами первого, второго и третьего элементов И, генератор импульсов постоянной частоты, первый, второй, третий и четвертый двоичные умножители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого счетчиков, девятый счетчик, четвертый и пятый элементы И, первый вход которого соединен с выходом третьего двоичного умножителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены делитель с переменным коэффициентом, первый, второй и третий формирователи, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, блок вычитания, блок сравнения, элемент ИЛИ и десятый счетчик, вход которого соединен с выходом генератора импульсов постоянной частоты и с первым входом шестого элемента И, выход десятого счетчика соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выход первого иэ которых соединен с первым входом чет" вертого элемента И, подключенного вторым входом к первому выходу сдвигающего регистра и выходом - к вычитающему входу первого счетчика, с первым входом девятого элемента И, подключенного вторым входом к второму выходу сдвигающего регистра: и выходом к вычитающему входу третьего счетчика, с вычитающим входом, PQ пятого счетчика, подключенного вторым выходом к первому входу блока сравнения, с первым входом десятого элемента И, подключенного вторым входом к выходу первого триггера и выходом к первому входу второго триггера, с входом седьмого счетчика, выход первого двоичного умножителя соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго двоичного умножителя, а выход — к второму входу второго триггера, вы. ход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, подключенного выходом к входам второго, четвертого и девятого счетчиков, выход третьего счетчика соединен с вторьм входом блока сравнения, третий вход которого соединен с третьим выходом сдвигающего ре- . В» гистра, а выход — с входом первОго триггера, выход преобразователя Напряжение-частота через первый, второй и третий элементы И подключен к входу элемента ИЛИ, соединенного выходом через первый .формирователь с входом третьего триггера, инверсный выход которого соединен с

1069157

1О входом сдвигающего регистра, а прямой выход соединен через восьмой элемент И с первым входом делителя с переменным коэффициентом, подключенного выходом к первым входам шестого и восьмого счетчиков, и через второй Формирователь с вторыми входами пятого, шестого и восьмого счетчиков и с первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом шестого счетчика, а выход — с вторым входом пятого элемента И, подключенного выходом к первому входу

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испопьзовано в качестве автономного измерительного прибора, а также в системах автоматического измерения.

Известно устройство для аналогоцифрового преобразования,содержащее преобразователь напряжениечастота, аналоговые переключатели, источники двух эталонных напряжений и измеряемого напряжения, блок управления, элементы И, двоичный умножитель, два суммирующих и реверсивный счетчики, элементы ИЛИ, генератор эталонной частоты Llj, f5

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, так как- для полного цикла измерений необходимо иметь 3 подтакта и еще один такт, который по длительности соизмерив с длительностью подтактов, Учитывая,что преобразователи напряжение-частота имеют невысокие частоты преобразования {по причине получения хорошей линейности пре. образования}, время на производство измерений может составить несколько секунд. Поэтому это устройство обладает низким быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому является аналого-цифровой преобразователь, содержащий источники двух эталонных и измеряемого напряжений, выходы которых cooTBeTcTBpHHQ через первый, второй и третий аналоговые ключи соединены с входом преобразователя напряжение-частота, сдвигающий регистр, три выхода которого соединены с вторыми входами соответствующих аналоговых ключей и первыми входами первого, второго и третьего элементов И, генератор импульсов постоянной частоты, первый, второй, третий и четвертый двоичные умножители, пятого триггера, второй вход кото- 1 рого соединен с выходом четвертого двоичного умножителя, а выход с вторым входом седьмого элемента И, причем второй выход восьмого счетчика соединен с вторым входом де" лителя с переменным коэффициентом и через третий. формирователь — с третьим входом восьмого счетчика, а второй выход первого аналогового ключа подключен к входам источников измеряемого и вто рого . эталонного напряжений. входы которых соединены, соответственно, с выходами первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого счетчиков, девятый счетчик, четвертый и пятый элементы И, первый вход которого соединен с выходом третьего двоичного умножителя L2j.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью проведения четырех тактов измерен;-.я и большой длительностью каждого такта, равного длительности нескольких периодов импульсов частоты с выхода прЕобраэователя напряжениечастота.

Кроме того, низкое быстродействие устройства при измерении быстропротекающих процессов приводит к появлению значительной динамической погрешности в процессе измерения, так как за время аналого-цифрового преобразования измеряемое напряжение может измениться.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь с цифровой коррекцией, содержащий источники двух эталонных и измеряемого напряжений, выходы которых соответственно через первый, второй и третий аналоговые ключи соединены с входом. преобразователя напряжение-частота, сдвигающий регистр, три выхода которого соединены с вторыми входами соответствующих аналоговых ключей и первыми входами первого, второго и третьего элементов И, генератор импульсов постоянной частоты, первый, второй, третий и четвертый двоичные умножители, входы которых соединены

1069157 соответственно с выходами первого и второго, третьего и четвертого, пя того и шестого, седьмого и восьмого, счетчиков, девятый счетчик, четвер- тый.и пятый элементы И, первый вход которого соединен с выходом тре5 тьего двоичного умножителя, введены делитель с переменным коэффициентом, первый, второй и третий формирователи, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, 10 первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, блок вычитания, блок сравнения, элемент ИЛИ и десятый счетчик, вход. которого соединен с выходом генератора импуль-15 сов постоянной частоты и с первым входом шестого элемента И, выход десятого счетчика соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выход первого из которых 20 соединен с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к .первому выходу сдвигающего регистра и выходом — к вычитающему входу первого счетчика, с 25 первым входом девятого элемента И, подключенного вторым входом к второму выходу сдвигающего регистра и выходом к вычитающему входу третьего счетчика, с вычитающим входом 30 пятого счетчика, подключенного вторым выходом к первому входу блока сравнения, с первым входом десятого элемента И, подключенного вторым

Входом к выходу пеРвого триггера и 35 выходом к первому входу второго триггера, с входом седьмого счетчика, выход первого двоичного умножителя соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго двоичного умножителя, а выход — к второму входу второго триггера, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, подключенного выходом к входам второго, чет- 45 вертого и девятого счетчиков, выход третьего счетчика соединен с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с третьим выходом сдвигающего регистра, а выход — с 50 входом первого триггера, выход преобразователя напряжение-частота через первый, второй и третий элементы И подключен к входу элемен-. та ИЛИ, соединенного выходом через 55 первый формирователь с входом третьего триггера, инверсный выход которого соединен с входом сдвигающе» го регистра, а прямой выход соединен через восьмой элемент И с первым входом делителя с переменным коэффициентом, подключенного выходом к первым входам шестого и восьмого счетчиков, и через второй формирователь с вторыми входами пятого, шестого,и восьмого счетчиков и с первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом шестого счетчика, а выход — с вторым входом пятого элемента И, подключенного выходом к первому входу пятого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого двоичного умножителя, а выход — с вторым входом седьмого элемента И, причем второй выход восьмого счетчика соединен с вторым входом делителя с переменным коэффициентом и через третий формирователь — с третьим входом восьмого счетчика, а второй выход первого аналогового ключа подключен к входам источников измеряемого и второго эталонного напряжений °

На чертеже представлена структурная схема устройства для аналого-цифрового преобразования с цифровой коррекцией погрешности.

Устройство содержит источник 1 первогс эталонного напряжения У источник 2 измеряемого напряжения источник 3 второго эталонного на. пряжения У„,, аналоговые ключи 4-6, преобразователь 7, напряжение-частота, сдвигающий регистр 8, элементы И 9-18, элемент ИЛИ 19, форьжрователи 20-22, делитель 23 с переменным коэффициентом деления, триггерц 24-28, генератор 29 импульсов постоянной частоты, счетчики 30-39, имеющие одинаковую емкость, блок 40 сравнения, блок 41 вычитания, двоичные умножители 42-45. При этом выходы источников 1 и 3 эталонных напряжений и источника 2 измеряемого напряжений через первый 4, . второй 6 и третий 5 ключи, соответственно, соединены с входом преобразователя 7 напряжейие-частота, три выхода сдвигающего регистра 8 соединены с вторыми входами соответствующих ключей и первыми входами элементов И 9-11, входы двоич" ных умножителей 42-45 соединены соответственно с выходами первоговосьмого счетчиков 31-38, вход счетчика 30 соединен с выходом генератора 29 импульсов постоянной частоты и с первым входом элемен та И 16, а выход счетчика 30 - с первыми входами элементов И 18 и 12, выход элемента И 18 соединен с первым входом элемента И 12, второй вход которого подключен к первому выходу сдвигающего регистра 8, .а выход — к счетчику 35.

Входы элемента ИЛИ 19 соединены с выходами элементов И 9, 10 u ll а выход — с входом формирователя 20.

Входы блока 40 сравнения соединены с выходами счетчиков 34 и 35

1069157

65 и с одним из выходов сдвигающего регистра 8, а выход - с входом триггера 27, выход которого через элемент И 15 соединен с соответствующим входом триггера 28.

Входы делителя 23 с переменным коэффициентом деления соединены с выходом счетчика 32, входом форь(ирователя 22 и выходом элемента И i2 соответственно, а выход - с соответствующими входами счетчиков 32 и 33. Входы блока 41 вычитания подключены к выходам двоичных умно-. жителей 44 и 45, а выход — к соответствующему входу триггера 28, выход которого подключен к второму входу элемента И 16.

Устройство работает следующим образом.

По команде Начальная установка (шины этой команды на чертеже не показаны) все тряггеры устанавливаатся в состояние 0 (сигнал запрета .с прямого плеча триггера и разрешение с инверсного), в сдвигающий регистр 8 записывается 1 в первый (младший) разряд, остальные разряды сдвигающего регистра 8 обнулены, коэффициент деления делителя 23 с переменным коэффициентом устанавливается равным 1, э счетчики 34,35,37 и 39 устанавливается число Е (полная емкость каждого счетчика), остальные счетчики обнуляются. Команда Начальная установка " снимается. Это момент начала измерения.

Потенциал 1 с первого выхода (разряда) сдвигающего регистра 8 дает разрешение на подключение источника 1 первого эталонного напряжения к входу преобразователя 7 напряжение-частота через аналоговый ключ 4. Импульсы частоты с выхода преобразователя 7 напряжение-частота поступают через элемент И 9 (на другом входе которого разрешение с первого выхода сдвигающего регистра 8) и через элемент ИЛИ 19 на формирователь 20. По первому импульсу этой частоты формирователь 20 устанавливает триггер 24 в состоя ние 1, при этом формирователь 21 формирует импульс сброса, обнуляющий счетчики 32 и 33 и триггер 25 и подтверждающий состояние счетчика 34 (полная емкость). Это момент начала первого такта измерения..

С прямого плеча установленного в 1 триггера 24 подается разрешение на первый вход элемента И 12, и через другой вход этого элемента импульсы переполнения с выхода счет чика 30 поступают на вход делителя

23 с переменным коэффициентом. Так как генератор 29 импульсов постоянной частоты формирует импульсы высокой постоянной частоты, то и с выхода счетчика 30 импульсы переполнения будут постоянной частоты, уменьшенной по отношению к частоте генератора 29 импульсов постоянной частоты на емкость счетчика 30.

С выхода делителя 23 с переменным коэффициентом, коэффициент деления которого установлен по начальной установке равным 1, импульсы поступают на входы счетчиков 32 и 33; Как только триггер йоследнего разряда счетчика 33 установится в 1, он перебросит этим триггер 25 э 1, который

1S дает разрешение на второй вход элемента И 17. Дальнейшее появление импульсов на входе счетчика ЗЗ вызовет появление импульса на выходе двоичного умножителя 43, который

20 через элемент И 17 установит триггер 26 в 1, тем самым с выхода этого триггера дается разрешение на прохождение через элемент И 18 импульсов с выхода счетчика 30 на

25 .вход счетчика 31, что вызовет появление импульса на выходе двоичного умножителя 42. Этот:импульс возвратит триггер 26 в 0 . Если на вход счетчика 33 продолжают посту3p пать импульсы, то с выхода двоичного умножителя 43 поступит второй импульс, который через элемент И 17 поступит на вход триггера 26 и установит его в 1, импульсы с выхода счетчика 30 через элемент

И 18 поступят .на вход счетчика 31, и т.д. Этот процесс повторяется многократно в течение всего первого такта измерения.

Если счетчик 32 переполнится, то импульс переполнения с его выхода поступит на установочный вход делителя 23 с переменным коэффициентом и установит коэффициент деления делителя 23 раэным 2. Одновременно формирователь 22 установит триггер последнего. разряда счетчика 32 в 1 . Так, после первого импульса переполнения с выхода счетчика 32 коэффициент деления делителя 23 с переменным коэффициентом равен 2 2, I после второго - 2 =4, третьего

2 = 8, Поэтому число э счетчике 32 всегда пропорционально длительности временного интерэала от момента начала первого такта, причем коэффициент пропорциональности определяется коэффициентом деления делителя 23 с переменным коэффициентом.

Импульсы с выхода элемента И 18 на первом такте поступают также на вычитающий вход счетчика 34 и через элемент И 13, на другом входе которого разрешение с первого выхода

1069157

При поступлении на аналоговый ключ 5 разрешающего потенциала с третьего выхода сдвигающего регистра 8 последовательно включенные источники 1 и 2 оказываются под65 сдвигающего регистра 8, на вычитающий вход счетчика 37.

По второму импульсу частоты с выхода преобразователя 7 напряжениечастота формирователь 20 установит триггер 24 в 0, перепадом сигнала., поступающего с инверсного плеча этого триггера на тактирующий вход сдвигающего регистра 8, 1 из первого разряда этого регистра сдвинется во второй, а в первом

10, разряде останется 0 . Это момент окончания первого такта измерения..

Отметим, что первый такт измерения по длительности равен одному периоду импульсов с выхода преобразо- 15 вателя 7 напряжение-частота.

Разрешающий потенциал поступает с второго выхода сдвигающего регист-. ра 8 на аналоговый ключ 6, ключ 4 возвращен после первого такта в нс- 20

,ходное положение, поэтому последовательно включенные источники 1 и 3 оказались подключены к входу преобразователя 7 напряжение-частота.

Первый импульс частоты с выхода 25 преобразователя 7 напряжение-частота через элемент И ll (на другом входе которого разрешающий потенциал с второго выхода сдвигающего регистра 8) и элемент ИЛИ 19 поступает на формирователь 20, который осуществляет установку в 1 триггера 24. Это начало второго такта измерения. Функционирование элементов устройства на втором такте протекает идентично описанному. Отличие только в том, что импульсы с выхода элемента И 18 через элемент

И 13 не проходит,так как на втором входе этого элемента запрещающий потенциал с первого выхода сдвигаю- 40 щего регистра 8. Частота с выхода элемента И 18 во втором такте поступает через элемент И 14 (на другом входе которого разрешение с второго выхода сдвигающего ре- 45 гистра 8) на вычитающий вход счетчика 35.

Второй импульс. частоты с выхода преобразователя 7 напряжение-часто-.. та, аналогично первому такту, яв- 50 ляется моментом окончания второго такта. Потенциал 1, перепадом с установленного в 0 триггера 24 поступающего на тактирующий вход сдвигающего регистра 8, сдвигается в третий разряд. Отметим, что длительность второго такта равна одному периоду импульсов с выхода преобразователя 7 напряжение-частота.

60 ключенными к входу преобразователя 7 напряжение-частота. Первый (от момента появления 1 в третьем разряде сдвигающего регистра 8) импульс с выхода преобразователя 7 напряжение-частота через элемент

И 10 (на другом входе которого разрешение с третьего выхода сдвигающего регистра 8) и элемент ИЛИ 19 поступает на вход формирователя 20.

Это момент начала третьего такта измерения,. и далее формирование частоты на выхода элемента И 18 производится идентично описанному процессу на первом такте измерения. Отличие только в том, что импульсы с выхода элемента Й 18 через элемент

И 13 не проходят, так как на втором входе этого элемента — запрещающий потенциал с первого выхода сдвигающего регистра 8 °

Как указывалось при описании пер" вого такта измерения, импульсы с выхода элемента И 18 поступают на вычитающий вход счетчика 34. В момент, когда на третьем такте код в счетчике 34 уменьшится до значения кода в счетчике 35 и станет равным ему, схема 40 сравнения сформирует на вы-. ходе импульс, по которому триггер 27 установится в 1, тем самым разрешается прохождение импульсов с выхода элемента И 18 через элемент, И 15 на вход триггера 28. Триггер 28 работает циклично, устанавливаясь то в 1, то в 0 .

Опишем один такой цикл.

Импульс с выхода .элемента И 18 через элемент И 15 устанавливает триггер 28 в 1 . Тем самым формируется разрешение на прохождение импульсов с выхода генератора 29 импульсов постоянной частоты через элемент И 16 на суммирующие входы счетчиков 38 и 36, и -на вычитающий вход счетчика 39. Появление импульсов на входе счетчиков 36 и 38 вызовет появление импульсов на выходах двоичных умножителей 44 и 45 соответственно, причем импульсы на выходе двоичного умножителя 44 будут фоомироваться чаще, так как число в счетчике 35, пропорцио- нальное максимальному эталонному напряжению У„, (это будет показано ниже) больше числа в счетчике 37, пропорционального напряжению Ч . Импульсы с выходов, двоичных умножителей 44 и 45 поступают на входы блока 41 вычитания, с выхода которой формируется разностная частота.

Первый же импульс этой частоты поступает на триггер 28, обнуляя

его и запрещая тем самым прохождение импульсов через элемент И 16. При поступлении следующего импульса с элемента И 18 через элемент И 15

N Ns

-ЯЙ- — Ъ-еЯ

Е г(д Й д ). „, 1

NM=8- këN, А

Э

gl (г(. "ь.((Л((ч -а М„) =

В момент та. Имеем

В момент та имаам

ЫЧр (NI- aMI ) НР ЬNI триггер 28 вновь устанавливаешься в 1, к цикл повторяется.

Импульсы с ВыхОДа зл манта И 16 поступают на вычнтающий вход счетчика 39. Моментом окончания третьего такта измерения служит появление

ЙторОгО (OT МОмента пОЯВлениЯ 1 в третьем разряде сдвигающего ре"гистра 8) импульса с выхода преобразователя 7 напряжение-частота.

В момент окончания третьего такта в счетчике 39 будет зафиксирован результат, прямо пропорциональный измеряемому напряжению.

На первом, втором и третьем тактах измерения частоты импульсов с преобразователя„ 7 напряжение-частота определяются соответственно выражениями 8„=Р, - кЦ

Fg =- F;a- < (Ъ. Ю где Fg - частота на выходе преобразователя 7 напряжениечастота на первом такте измерения„" то же., на втором такта) ъ — тО же HB. трстьем такте; бг, - начальная частота преобразователя 7 напряжение-частота;

К - крутизна преобразователя 7 цапряжение--.застота.

В общем случае +|, и нестабильны во времени из-за изменения темпаратурно-влажностного режима работы старения комплектующих ".; элементов H T ° д. ОднакО HB периОд из=

МЕРаНИЯг ДЛБТЕПЬНО ТЬ КОТОРОГО МаЛа например, С,.5 сг можно считать, что Гг,= согst. и Е =- const, 1

По определению:;=- -, где р - частота, 1 парчотт этой частот ";

Для ксдоных выражений имеем

zge N+ - код HBOToòû;

Ит - код периода этой частоты;

A = const

Ng N;"

Если париОД.Т й. следонаталънов код й-г, получают приращение, то где 6й - код приращения периода," ц - код приращения (умень7 шенин) частоты, выэванного приращением периода.

Зависимость реализуется на следуюк(их элементах ° H cчетчике 34 число N, н счетчик 33 поступает число Я, в счетчике 32 - число (И,,Фь,й ), н счетчике 31 — число М4 .

8 самом деле, по формуле двоичного умножителя где Й вЂ” число в счетчика 34г

Nq — число в счетчике 33; число импульсов на выходе,цВОичногО умножителЯ 43;

E -— - емкость счетчика 34 (или 33)., Аналогично имеем где Ngy — число в счетчике 32; (з — число н счетчике 31;

М вЂ” число импульсов на выходе двоичного умножителя 42.

Как было показанО IIpH Описании работы устройства на парном такта, на кажцый один импульс с выхода двоичного умножителя 43 приходится

25 один импульс с выхода двоичного углножиталя 42; т . E 8q = N q

Поступление имнульсон в счетчик 33 .".арактеризует . приращение париодар т а Йзь= 4Мт*

Как УКаэынаЛОСЬ НЫЩаг ЧИСЛО Н счетчика 32 пропорционально изме3 ряамому периоду, т.е. в любой момент времени

4О Зависимость между числом N и числом t4> такая же„ как между 14р и йд.. т.а. в счетчика 34 число пропорционально частоте, кад периода которого, зафиксирован н счетчике 32.

Для упрощения примам, что этот коэффициент пропорциональности ранен 1 (изменение коэффициента пропорциональности осуществляется изменением начальной установки в счетчике 34), В момент окончания первого такта поэтому имеем ((гу, ) .„.„„,. = N =N og

Окончания второго так(йз 12--=!эь =К. окончания третьего такгде 4< „(Ц: н - (), - коды частоты

1r F2. " P3

Количество импульсов, поступивших в третьем такте на вход триггера 28

1069l57

l2 с выхода элемента И 18 через элемент И 15, равно разности чисел в счетчиках 34 и 35, т.е, «» 4Ь 434этМа= -"4 .

Мв -Nc<

Йг -Чр Ngg

Nq„a левой

Прибавим и отнимем части (-К,„)-<Н -N„,1-. ""-"» . „

Разделим обе части на

ЙМ, N s - йаЛ 4+2- РЛ

Отсюда ц Чрг-Ь Л

" -н.

На каждый один импульс, поступивший с выхода элемента И 18 через элемент И 15 на вход триггера 28, формируется один импульс на выходе схемы 41 вычитания, т.е. Мл» N где л - количество импульсов на выходе схемы 41 вычитания.

N Мщ N>+-H ч(@ так как

Ма=gz

Иэ йоследнего выражения получаем но

Число в счетчике 39 поэтому равИ„Е МЬЬЕЧ"- Е ь-F4 ж- — 3Ь= ч нр

Замену кодов частот на .значения частот произвести можно, так как они прямо пропорциональны. (ч» .ч. 1-9ь-к. A YN

10 Рь Им -Ч 1- ь- < МЛ 4 39 а

Таким образом, в счетчике 39 получаем результат, прямо пропорциональный значению измеряемого напряжения.

Технико-экономический эФфект изобретения заключается в достижении максимально возможного быстродействия при сохранении требуемой точности. Длительность измерения

20 равна трем периодам частоты на выходе преобразователя напряжение-частота, Необходимую точность измерения получают заданием дискретности представления временных интервалов, 25 т.е. значения частоты генератора импульсов постоянной частоты. Достоинством предлагаемого устройства по сравнению с известным является также уменьшение погрешности от не30 стабильности источника ЧЛ. Поэтому источник Д не требуется. выполнять эталонным, т.е. точным и стабильным во времени, что приводит к .упрощению устройства.

1069157

Составитель Б . Козлов

Редактор A.Øàíäîð Техред T,Êàòî÷êà Корректор С.Шекмар

Ъ

Заказ 114е3 56 Тираж Вбб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретеннй и откр тнй

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4