SU1109901A1 - Преобразователь напр жени в код - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯ .ЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напр жени  во временной интервал , блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразовани  временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник , формирователь импульсов, п квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразовани  временного интервала в код, а вход - с входом блока преобразовани  временного интервала в код, вход первого блока преобразовани  временного интервала.в код через блок задержки соединен с выходом преобразовател  напр жени  во временной интервал, а вход каждого блока преобразовани  врем нного 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 преобразовани  временного интервала в код, а выход каждого предыдущего блока преобразовани  временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности преобразовани , введены в блоки преобразовани  временного интервала в код, первый элемент ИЛИ, первый формирователь им§ пульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, фор (Л мирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формировател  импульсов, а выход со до через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразовани  временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантро- . на, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредг ственно с вторыми входами, п-1 квантронов первого блока преобразовани  временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами первых квантронов, причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника

Description

оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом (л-1)квантрона , а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход ко торого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьи входами второго и третьего квантроков , третьи входы последующих квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сброса соединены с выходом первого элемента ИЛИ. 2. Преобразователь по п, 1, отличающийс  тем, что квантроны, кроме первого, вьлолнен на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках , транзисторе и резисторе , первый вывод которого соединен с первым входом .квантрона, а в рой вывод - с первыми выводами фотоприемников , с базой транзистора, катодом диода, анод которого соединен с BTopbw входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и в рым оптическими выходами квантрона а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптичес 01 КИМ входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника . 3. Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и дг.ух резисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - с первыми выводами фотоприемника, второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона , причем эмиттер транзистора соединен с общей щиной, а коллектор с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона , а катод - с вторым вьшодом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  построени  аналого-кодовых преобразователей.

Известен преобразователь напр жени  в код, содержащий блок преобразовани  напр жени  во временной интервал, блок задержки, светоизлучатель , управл ющий элемент, формирователь импульса сброса, квантроны , разв зывающий диод, диод, формирователь импульса, фотоприемник , блоки преобразовани  временного интервала в код 1 .

Недостатком преобразовател   вл етс  квантование времени на врем  , равное времени гащени  квантрона , которое значительно больше времени возбуждени  квантрона, что уменьшает точность преобразовани .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь напр жени  в код, содержащий блок задержки, формирователь импульса сброса и блок преобразовани  временного интервала в код, каждый из которых выполнен на фотоэлементе, формирователе импульсов , двух разв зывающих диодах и квантронах, а также преобразователь напр жени  во временной интервал , выход которого через блок задержки соединен с входом первого блока преобразовани  временного интервала в код, а через формирователь импульса сброса и первые разв зывающие диоды - с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предьщущего квантрона оптически соединен с первым оптическим входом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формировател  импульсов, а выход формировател  импульсов через второй разв зывающий диод соединен с входом второго блока преобраз овани временного интервала в код, оптоэлектронный элемент ИЛИ, каждый бл преобразовани  временного интервала в код содержит элемент НЕ и бло контрол , причем выход каждого бло ка преобразовани  временного интер вала в код соединен с входами уста новки всех квантронов и фотоэлемен та , 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 предьщущего квантро на и с соответствующим входом блока контрол , оптические выходы пер вого и последнего квантронов оптически соединены соответственно с вторым и первым их оптическими вхо дами, при этом выход каждого блока контрол  оптически соединен с соответствующим входом оптоэлектронного элемента 2. Недостатком известного преобразовател   вл етс  то, что врем  возбуждени  квантрона приравниваетс  времени гашени  Сj-, и вре менной интервал квантуетс  на врем , равное Сг, что отрицательно вли  ет на точность преобразовани . Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь напр жени  в код, содержащий преобразователь напр жени  во временной интервал , блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, эл мент НЕ, m блоков преобразовани  временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник , формирователь импульсов, п квантронов, соединённых оптически последовательно с оптическим вхо дом первого фотоприемника, вьссод которого через формирователь импуль сов соединен с выходом блока преобразовани  временного интервала в ко а вход - с входом блока преобразовани  временног.о интервала в код, вход первого блока преобразовани  временного интервала в код через блок задержки соединен с выходом преобразовател  напр жени  во временной интервал, а вход каждого блока преобразовани  временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второй оптический вход каждого из которых, крбме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые .оптические выходы - с опт; ческими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразовани  временного интервала в код, а выход каждого предьщущего блока преобразовани  временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, введены в блоки преобразовани  временного интервала в код первый элемент ИЛИ, первый формирователь импульсов сброса , a в первый блок также введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формировател  импульсов, а выход через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразовани  временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кроме последнего квантрона , и второй вход первого квантрона соединены непосредственно с вторыми входами п-1 квантронов первого блока преобразовани  временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами nepBbtx квантронов, выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим вьпсодом (t -1)-го квантрона , а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьими входами второго и третьего квантронов , третьи входы последующих

s

квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь имцульсов сброг i соединены с выходом первого элемента ИЛИ.

При этом квантроны, .кроме первого , вьшолнены на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом квантрона , а второй вывод - с первыми выводами фотоприемников, базой транзистора и катодом диода, анод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона , второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника.

Кроме того, первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике , транзисторе и двух резисторах , первый вьшод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - с первыми вьшодами 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 и вторым оптическими выходами квантрона , а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона .

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого преобразовател  на фиг. 2 и 3 - структурные схемы квантронов.

Преобразователь содержит блоки 1 и 2 преобразовани  временного интервала в код, которые предназначе99016

ны дл  сохранени  единочно-позиционного кода, пропорционального преобразуемому напр жению до следующего цикла преобразовани , каждый блок представл ет собой один разр д кода, преобразователь 3 напр жени  во временной интервал, вход которого  вл етс  входом устройства, а выход соединен с входом элемента

jg НЕ 4 и с входом блока -5 задержки

(врем  задержки 2 fg ), выход которого ,  вл ющийс  входом блока 1, подсоединен параллельно с входами квантронов 6-11, а к входам квантро

с НОВ 12-17 параллельно подключен

выход блока 1. Квантроны 6 и 12 предназначены дл  подачи светового пучка соответственно на квантроны 7 и 13 и их входы возбуждени  параллельно соединены с выходами элемента НЕ 4. Оптический выход каждого квантрона соединен с оптическим входом последующего квантрона, а оптический выход каждого после25 дующего квантрона соединен с оптическим входом сброса каждого предьщущего квантрона, кроме первого, квантроны 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16 и 17 предназначены дл  квантовани  времени и хранени  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 фотоприем-

НИКОВ 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 преобразовател  3. Фотоприемники 18-20 предназначены дл  преобразовани  светового сигнала в электрический, формирователи 24-27 импульса сброса -. дл  сброса квантронов. Вход формировател  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 дл  сброса всех квантронов, кроме старших возбужденных квантронов в блоках 1 и 2, по завершению преобразовани , формирователь 25, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 21, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 7 и 8 - дл  сброса квантронов 7 и 8, формирователь 26, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 22, а выход параллельно подсоединен к входам сброса квантронов 9-11 - дл  их сброса фомирователь 27 импульсов, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 23, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 13-17 - дл  их сброса. Вход формировател  28 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 19, а выход,  вл юпщйс  выходом блока 1 преобразовани , параллельно подсоединен к входам всех квантронов и фотоприемника 20, формирователь 28 предназначен дл  возбуждени  младшего невозбужденного квантрона в разр де (блок 2). Вход формировател  29 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 20, а выход  вл етс  выходом блока 2 и может подсоедин тьс  к входу следующего блока преобразовани .

Квантроны 7-11 и 13-17 (фиг. 2) и квантроны 6 и 12 (фиг. 3) состо т из резистора 30 (31), вход которого  вл етс  разрешающим входом возбуждени  квантрона, а выход подсоединен к базе транзистора 32(33), эмиттер которого подключён к общей шине, а коллектор - к аноду светодиода 34(35), катод которого подсоединен к минусу питани  и к входу фотоприемника 36(37), выход которого соединен с базой транзистора 32(33), к базе транзистора 32 также подсоединен выход фотоприемника 38 (фиг. 2), вход которого  вл етс  входом оптического сброса квантронов, а оптический вход оптическим входом оптического сброса квантронов. Дл  сброса квантронов 6 и 12 предназначен фотоприемник 39 (фиг. 3), выход которого подсоединен к базе транзистора 33, а вход  вл етс  входом сброса квантрона . Катод диода 40 (фиг. 2) подсоединен к базе транзистора 32, а анод  вл етс  входом сброса квантронов , анод диода 41 подсоединен к базе транзистора 33 (фиг. 3), а катод  вл етс  входом установки квантронов .

На вход блока 3 подаетс  преобразуемое напр жение в пропорциональный по длительности импульс, .который через элементы ИЛИ 21-23 и формирователи 25-27 поступает на входы сброса квантронов и устанавливает их в нулевое состо ние. Этот же импульс через элемент НЕ 4 и диод 41 (фиг. 3) устанавливает первые квантроны блоков 1 и 2 в единичное состо ние . Такое состо ние всех квантронов и будет начальным состо нием

устройства.

Квантроны работают следующим образом .

При одновременной подаче- временного интервала на вход резистора

30 (фиг. 2) и оптического сигнала на вход фотоприемника 36 транзистор 32 открываетс , квантрон переходит в возбужденное состо ние, которое сохран етс  сколь угодно долго за

счет обратной оптической св зи между светодиодом 34 и фотоприемником 36.

Врем  возбуждени  квантрона поддерживаетс  посто нным и равно V.

Врем  гашени  равно 2 fg .

При воздействии сигнала на вход сброса (диод 40) или одновременно оптического и электрического сигналов на фотоприемник 38 транзистор 32 закрываетс  и квантрон переходит в нулевое информационное состо ние. После установки преобразовател  в начальное состо ние импульс временного интервала через блок 5, врем  задержки которого 2 Tg , поступает на входы установки квантронов . За врем  tg срабатывает квантрон 7, за врем  2 - квантрон 8 и т.д. После того как квантрон 10 перешел в состо ние засвечивани , фотоприемник 18 пропускает достаточный по величине сигнал через свой выход на вход элемента ИЛИ 21, импульс которого поступает на вход формировател  25, импульсы (длительность 2 fg ) которого, поступа  на входы сброса квантронов 7 и 8, устанавливают их в нулевое состо ние , что позвол ет дальнсГ1шие преобразовани  вести без погрешности. .

В процессе преобразовани  после того, как последний квантрон 11 перешел в состо ние засвечивани , фотоприемник 19 пропускает достаточный по величине сигнал через свой

вькод на входы формировател . 28

импульсов и элемент ИЛИ 22. С выхода элемента ИЛИ сигнал поступает на вход формировател  26, выходной

-.9

сигнал которого поступает на входы сброса квантронов 9-11, устанавлива  их в нулевое состо ние, подготавлива  их дл  дальнейшего преобразовани . А с выхода формировател  28 сигнал поступает на входы установки всех квантронов блока 2, а также на вход фотоприемника этого же блока, где процесс преобразовани  происходит следующим образом. При поступлении сигнала с формировател  28 каждый раз возбуждаетс  один квантрон, а сброс происходит одновременно всех квантронов, кроме квантрона 12. В последующих блоках преобразовани  процесс происходит аналогично блоку 2.

По окончании временного импульса поступающего из блока 3, возбуждение квантронов прекращаетс  и посредством элемента НЕ 4 формирователь 24 вырабатывает импульс длителностью , который поступает наи входы сброса фотоприемника 38 (или фотоприемника 39 дл  первых квантронов блоков преобразовани ) квантронов и при одновременной подаче оптического сигнала с последующего квантрона все квантроны, кроме старшего возбужденного квантрона, обнул ютс . Таким образом, в единичном состо нии остаетс  лишь один квантрой. блока преобразовани  и информации представл етс  в единичнопозиционном коде.

Предлагаемое устройство позвол ет увеличить точность преобразовани  напр жени  в код за счет использовани  свойств квантронов. В известном устройстве каждый последующий возбужденный квантрон сбрасыва109901

10

ет предыдущий. Если врем  гашени  первого квантрона Гр , второго f , третьего Т , а врем  возбуждени  первого квантрона , второго Т ,

5 третьего tg , то первый квантрон погаситс  через врем  f + Т , после его возбуждени , второй - через врем  + t , третий - fl + + i ; Теперь рассмотрим моменты воз0 буждени  и гашени  относительно начального момента времени. Через врем  tg Tg возбуждаетс  первый квантрон, через t| fg + tg - второй , t| f + C + rl - третий и

s t 1 четвертый . Через врем  t J. fl+T +V гаrt

СИТСЯ первый квантрон, через t - fg + 1 второй квантрон, аналогично t т + r| f + +

0 Разность BO времени гашени  второго и первого квантрона составл ет t2-tl t -t-cl+rg + t|4.r;f rf + T . При разбросе времени гашени  может

5 оказатьс , что fj.f -f-Т и тогда второй квантрон гаситс  раньше, чем погасилс  бы первый (ведь его гасит вторбй возбувденньй квантрон ) относительно начального мо0 мента времени. А значит, в процессе преобразовани  может происходить залипание квантронов, т.е. состо ние 001 может представл тьс  как 101, что неверно. Поэтому известное устройство позвол ет вести преобразование только по времени гашени . В предлагаемом преобразователе эти недостатки отсутствуют, что позвол ет вести процесс преобразовани 

временем возбуждени , чем повьш1аетс  точность преобразовани .

51

/fv

4

чЗ-

1

-

zS

Claims (3)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов, η квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код, а вход - с входом блока преобразования временного интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала.в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второй оптический 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 блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, отличающийся 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 так- g же введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантро- . на, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосред: ственно с вторыми входами, п-1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами первых квантронов, причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника

SU ,..,1109901 оптический вход-которого соединен с первым оптическим выходом (м-1)-го квантрона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьими входами второго и третьего квантронов, третьи входы последующих квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сброса соединены с выходом первого элемента ИЛИ.

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что квантроны, кроме первого, выполнены на 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 соединен с общей шиной, а коллектор - с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптичес ким входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника .

3. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и двух резисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод - с первыми 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 и вторым оптическими выходами квантрона, а катод - с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона.