Функциональный преобразователь напряжения в код

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш1 475734

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.72 (21) 1735964/26-9 с присоединением заявки Х (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 26.09.75 (51) М. Кл. H 031 13/17

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

В, H. Гусев и Е. И. Райзберг (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В КОД

N,=К, (U„;

2 К2 г — 1

1 х ч/ х

N,=К, у

Изобретение относится к технике преобразования информации в аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода управляющих ЦВМ.

Известен функциональный преобразователь 5 напряжения в код, содержащий схему управления, причем ее вход подсоединен к выходу схемы сравнения, вход которой соединен с выходом первого интегрирующего операционного усилителя, выходы — к коммутирующим 10 ключам, причем вход первого ключа соединен с первым источником преобразуемого напряжения, а вход второго ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения.

Однако известный функциональный преоб- 15 разователь напряжения в код имеет сложную схему, низкие точность и помехоустойчивость и не имеет возможности реализации более одной функции.

Целью изобретения является упрощение 20 схемы, повышение точности, помехоустойчивости и возможности реализации более одной функции.

Предложенное устройство реализует функции 25 где U„., U входные сигналы, Кi, К2, Кз — некоторые коэффициенты.

Для достижения поставленной цели в функциональный преобразователь напряжения в код введены дополнительные ключи и интеграторы, причем вход третьего ключа соединен с источником эталонного напряжения, вход четвертого — с общей шиной, а выходы первого, третьего и четвертого ключей — с входом второго интегратора, вход пятого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, вход шестого ключа соединен со вторым источником преобразуемого напряжения, вход седьмого ключа — с общей шиной, а выходы второго, пятого, шестого и седьмого ключей — со входом третьего интегратора, вход восьмого ключа соединен с выходом второго интегратора, вход девятого ключа — с выходом третьего интегратора, вход десятого ключа — с общей шиной, а выходы восьмого, девятого и десятого ключей подключены ко входу первого интегратора, параллельно емкости второго интегратора подключены одиннадцатый ключ и резистор, параллельно емкости третьего интегратора — последовательно соединенные двенадцатый ключ и резистор.

На фиг. 1 показана структурная схема функционального преобразователя напряжения в код; на фиг. 2 — графики изменения напряжений U>, U>, U3 на выходах первого, второго и третьего интеграторов соответственно, при получении функции A = К У U .

Функциональный преобразователь напряжения в код содержит коммутирующие ключи

1 — 12; первый — 13, второй — 14 и третий—

15 интеграторы; схему 16 сравнения, схе лу 17 управления; источник 18 эталонного напряжения; регистр 19 и резисторы 20 и 21.

В режиме получения функции iVi=A V U устройство работает следующим образом.

В момент to замыкаются ключи 1 и 8. Входной сигнал U (со входа 22) поступает на интегратор 14, напряжение с выхода интегратора 14 — на интегратор 13.

Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по закону где, = Б,,С„ „=P„C„ (R> — сопротивление резистора 23;

C> — емкость конденсатора 24, R> — сопротивление резистора 25;

C — емкость конденсатора 26), и в момент t>

U,(t,)= ц- .Т „

2с,-. где Т,=t,— t,.

В момент t> ключи 1 и 8 размыкаются, замыкаются ключи 2 и 9. Напряжение с источника 18 эталонного напряжения поступает на интегратор 15, напряжение с интегратора 15— на вход интегратора 13.

Напряжение на выходе интегратора 13 изменяется по закону г с

U (/) U А) U dt

1. з где,=PС,;

R3 — сопротивление резистора 27;

C3 — емкость конденсатора 28;

U, — эталонное постоянное напряжение.

1/ г "2 -У U где т =--т, 5 f

В момент t замыкаются ключи 4 и 11, в момент 1д — ключи 7 и 12, что приводит к разряду конденсатора 26 интегратора 14 и конденсатора 28 интегратора 15 до нуля. Это состояние сохраняется до начала нового цикла преобразования. Ключ 10 замкнут с момента tz до начала нового преобразования.

Г1ри получении функции вида

15 Л, == = —

У +x.

3 л и= т У вЂ” — U, у и„

Если в момент 4 коммутируются ключи 2 и 9, а в момент 1, ключи 1 и 8, имеет место

40 функция

Л,"=m m) :. U. 3 У ц„.

При получении функции л.=к. У ;" схема работает следующим образом.

В момент t<> замыкаются ключи 3 и 8, в момент t — ключи 5 и 9.

20 Схема 16 сравнения меняет выходной сигнал в момент 1д, причем переключение имеет обратный характер по сравнению с переключением при получении функции вида х

Все процессы в устройстве определяет схема 17 управления (выход 29 управления ключами) в зависимости от того, какую функцию вырабатывает преобразователь и фиксирует

З0 это изменение выходного сигнала схемы 16, как окончание временного интервала. В случае замыкания в момент to ключей 3 и 8, а в момент t> — ключей 5 и 9 имеет место функция

И,: — f (iU ): — iU

2 Ni =f 5 — 1 =

-. / -2

N,=fT.

В некоторый момент

U,(t,) =О где T =/,— 3,.

В момент перехода напряжения U через нуль схема 16 сравнения изменяет выходной сигнал, схема 17 управления прекращает кодирование временного интервала Т = 4 — t>, и код младших разрядов счетчика времени схемы 17 управления заносится в регистр 19.

Код функционального преобразования параметра сигнал У„коммутируется в момент to ключом

1, а сигнал противоположной полярности U (со входа 30) ключом 6 в момент t .

Значение U, и †в формулах, определят ющих коды преобразований, оказываются под знаком квадратного корня. Это свидетельствует об уменьшении в 2 раза влияния их относительных нестабильностей

le, = f (Г,) = — 1 «oU, 2

475734

Риг.т ь

Кроме того, так как резисторы 25, 27 логично выбрать однотипными с одинаковым предельным ТКС, конденсаторы 26, 28 также однотипными с одним ТКЕ, а условия работы резисторов 25, 27 и конденсаторов 26, 28 5 близки (лучше, если элементы расположены рядом на плате), нестабильности этих элементов частично взаимно компенсируются з (10 д

3 — (Тд

Отклонения параметров конденсатора 24 и резистора 23 не сказываются на точности пре- 15 образования.

Медленные вариации частоты также не сказываются на точности преобразования, так как все устройство в целом работает от одного генератора, входящего в схему управле- 20 ния.

Интегрирование входного сигнала и высокая крутизна изменения напряжения U (/)— по квадратическому закону — обеспечивают хорошую помехоустойчивость схемы для всех 25 реализуемых функций.

Предмет изобретения

Функциональный преобразователь напряжения в код, содержащий схему управления, 30 причем ее вход подсоединен к выходу схемы сравнения, вход которой соединен с выходом первого интегрирующего операционного усйлителя, выходы — к коммутирующим ключам, причем вход первого ключа соединен с первым источником преобразуемого напряжения, а вход второго ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы, повышения точности, помехоустойчивости и возможности реализации более одной функции, в него введены дополнительные ключи и интеграторы, причем вход третьего ключа соединен с источником эталонного напряжения, вход четвертого — с общей шиной, а выходы первого, третьего и четвертого ключей — с входом второго интегратора, вход пятого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, вход шестого ключа соединен со вторым источником преобразуемого напряжения, вход седьмого ключа — с общей шиной, а выходы второго, пятого, шестого и седьмого ключей — со входом третьего интегратора, вход восьмого ключа соединен с выходом второго интегратора, вход девятого ключа — с выходом третьего интегратора, вход десятого ключа — с общей шиной, а выходы восьмого, девятого и десятого ключей подключены ко входу первого интегратора, параллельно емкости второго интегратора подключены одиннадцатый ключ и резистор, параллельно емкости третьего интегратора— последовательно соединенные двенадцатый ключ и резистор.

475734,2 /

У1 (1) Составитель Л. Слащинина

Техред T. Миронова

Корректор E. Рогайлина

Редактор E. Дайн

Заказ 2310/17 Изд. № 1556 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2