SU1282331A1 - Преобразователь напр жени в интервал времени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контрол  и в прецизионных цифровых вольтметрах. Изобретение позвол ет повысить точность преобразовател , содержащего первый 1 и второй 2 ключи, масштабный усилитель 3, операционный усилитель 4, токоограничивающий элемент 5, третий 6 и четвертый 7 ключи, накопительный элемент 8, п тый 9 и шестой 10 ключи, компаратор 11, логический блок 12, блок 13 управлени , седьмой ключ 14, за счет выполнени  блока 13 управлени  в виде генератора тактовых импульсов с соответствующими св з ми. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (О (Л с:

Description

и,

о

о-

1410

ю

00 ГС

со со

16

ipue.l

Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контрол  и в прецизионных цифровых вольтметрах.

Цель изобретени  - повышение точности преобразоавтел .

На фиг.1 представлена функциональ15

20

25

на  схема устройства; на фиг.2 - вре-JO вым входом логического блока 12, а менные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 ключи, через которые шина преобразуемого сигнала и обща  шина соответственно соединены с входом масштабного усилител  3, операционный усилитель 4, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом резистора 5 и входами третьего 6 и четвертого 7 ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму выводам накопительного элемента , выполненного в виде конденсатора 8, и входам п того 9 и шестого 10 ключей, выходы которых объединены с выходом операционного усилител ,4, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, компаратор 11, выход которого соединен с первым входом логического блока 12, второй вход которого соединен с первым выходом блока 13 управлени , а первый выход логического блока 12 - с управл ющим входом седьмого ключа 14, вход которого соединен с шиной опор- 35 ного сигнала.

Второй выход логического блока 12 соединен с управл ющим входом второго ключа 2, управл ющие входы третьего 6 и шестого 10, четвертого 7 и п то- го 9 ключей соответственно объедине30

пр мой выход  вл етс  выходом устройства , выход элемента И 16  вл ет с  вторым выходом логического блока

На фиг.2 прин ты следующие обозн чени : 18 - изменение напр жени  на конденсаторе 8; 19 - сигнал на пр мом выходе генератора 13 и на управ л ющих входах ключей 1, 6 и 10; 20 сигнал на инверсном выходе генера то ра 13 и на управл ющих входах ключе 7 и 9; 21 - сигнал на пр мом выходе триггера 15 и на управл ющем.входе ключа 14; 22 - сигнал на выходе эле мента И 16 и на управл ющем входе ключа 2,

Работа устройства происходит сле дующим образом.

В первый полупериод его работы в течение фиксированного интервала времени Т замыкаютс  ключи 1, 6 и 1 остальные ключи разомкнуты, при это конденсатор 8 зар дитс  до напр жени 

и.

С1

y, RC

Т,

где и. К

входное напр жение; коэффициент передачи напр  жени  масштабного усилител  3;

е и ej - напр жени  смещени  масштабного усилител  3 и операционного усилител  4. соответственно;

ны, а блок 13 управлени  выполнен в виде генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа 1 и общей точкой управл ющих входов третьего 6 и шестого 10 ключей, второй выход - с общей точкой управл ющих входов четвертого 7 и п того 9 ключей и третьим входом логического блока 12.

Входы компаратора 11 соединены с первым и вторым обкладками конденсатора 8 соответственно, выход седь45

50

е и ej - напр жени  смещени  масштабного усилител  3 и операционного усилител  4. соответственно;

R - сопротивление резистора 5; С - емкость конденсатора 8. По окончании интервала времени Т ршючи 1, 6 и 10 переход т в разомкнутое состо ние, а ключи 7 и 9 - в замкнутое, вызыва  тем самым переворот конденсатора 8 в цепи отрицательной обратной св зи операционног З силител  4.

В это же врем  одновибратор 17

мого ключа 14 - с входом масштабного 55 формирует импульс, устанавливающий

усилител  3, выход которого подключен к второму выводу резистора 5, причем логический блок 12 выполнен

на пр мом выходе триггера 15 единич ный уровень. В результате этого на выходной клемме устройства начинает

на элементе И, одновибраторе и триггере 15, инвертирующий выход которого соединен с первым входом элемента И 16, второй вход которого подключен к третьему входу логического блока 12 и одновибратора 17, через который второй вход логического блока 12 соединен с первым входом триггера 15, второй вход которого соединен с пер

вым входом логического блока 12, а

пр мой выход  вл етс  выходом устройства , выход элемента И 16  вл етс  вторым выходом логического блока.

На фиг.2 прин ты следующие обозначени : 18 - изменение напр жени  на конденсаторе 8; 19 - сигнал на пр мом выходе генератора 13 и на управл ющих входах ключей 1, 6 и 10; 20 - сигнал на инверсном выходе генера то- ра 13 и на управл ющих входах ключей 7 и 9; 21 - сигнал на пр мом выходе триггера 15 и на управл ющем.входе ключа 14; 22 - сигнал на выходе элемента И 16 и на управл ющем входе ключа 2,

Работа устройства происходит следующим образом.

В первый полупериод его работы в течение фиксированного интервала времени Т замыкаютс  ключи 1, 6 и 10, остальные ключи разомкнуты, при этом конденсатор 8 зар дитс  до напр жени 

и.

С1

y, RC

где и. К

входное напр жение; коэффициент передачи напр жени  масштабного усилител  3;

е и ej - напр жени  смещени  масштабного усилител  3 и операционного усилител  4. соответственно;

R - сопротивление резистора 5; С - емкость конденсатора 8. По окончании интервала времени Т ршючи 1, 6 и 10 переход т в разомкнутое состо ние, а ключи 7 и 9 - в замкнутое, вызыва  тем самым переворот конденсатора 8 в цепи отрицательной обратной св зи операционного З силител  4.

В это же врем  одновибратор 17

на пр мом выходе триггера 15 единичный уровень. В результате этого на выходной клемме устройства начинаетс  формирование информативного интервала времени Т, а ключ 14 замыкаетс , подключа  на вход масштабного усилител  9 опорное напр жение UQ, имеющее ту же пол рность, что -и и. Это ведет к линейному убыванию накопленного за предыдущее врем  напр жени  на конденсаторе 8, В момент достижени  этим напр жением нулевого уровн  компаратор 11 формирует им- пульс, устанавливающий на пр мом выходе триггера 15 нулевой уровень. В результате этого на выходной клемме устройства заканчиваетс  формирование информативного интервала времени Tj, ключ 14 размыкаетс , а ключ 2 пе реходит в замкнутое состо ние. К концу интервала времени Т изменение напр жени  на конденсаторе 8 будет соответствовать значению (фиг.2)

TI J°5lSj. т RC |

В течение оставшегос  времени (Т-Т) до следующего цикла преобра- зовани  на конденсаторе8 сформируетс  напр жение

и «J RC

Если учесть, что в установившемс режиме дл  изменени  напр жени  на конденсаторе 8 справедливо соотношение

и,, .исз 0.

то совместное решение уравнений позвол ет найти характеристику преобразовани  устройства

Т .

и.

Из данного соотношени  видно, что в характеристику преобразовани  предлагаемого устройства коэффициент передачи масштабного усилител  3, а также напр жение смещени  операционного усилител  4 не вход т, поэтому преобразователь напр жени  в интервал времени имеет более высокз™ точность .

Claims (2)

1. Преобразователь напр жени  в интервал времени, содержащий первьш и второй ключи, через которые шина преобразуемого сигнала и обща  шина соответственно соединены с входом

с W )5 20

25

30

45 0

35

40

5

масштабного усилител , операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом токо- ограничивающего элемента, выпол1 ен- ного в виде резистора, и входами третьего и четвертого ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и BTOpoNry выводам накопительного элемента, выполненного в виде конденсатора, и входам п того и шестого ключей, выходы которых объединены с выходом операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, компаратор, выход которого соединен с первым входом логического блока, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а первый выход логического блока  вл етс  выходной шиной -и соединен с управл ющим входом седьмого ключа, вход которого соединен с шиной опорного сигнала, второй выход логического блока соединен с управл ющим входом второго ключа, а управл ющие входы третьего и шестого, четвертого и п того ключей соответственно объединены, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности в работе, в нем блок управлени  выполнен в виде генератора тактовых импульсов, первьш выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа и общей точкой управл ющих входов третьего и шестого ключей, второй выход - с общей точкой управл ющих входов четвертого и п того ключей и третьим входом логического блока, входы компаратора соединены с первой и второй обкладками конденсатора соответственно, выход седьмого ключа со единен с входом масштабного усилител , выход которого подключен к второму выводу резистора.

2. Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что в нем логический блок выполнен на элементе И, одновибраторе и триггере, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого  вл етс  третьим входом логического блока, второй вход которого  вл етс  входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого  вл етс  первым входом логического блока , а пр мой выход - первым выходом логического блока, вторым выходом которого  вл етс  выход элемента И.

UxK- eiK-t-ez

W

го

21 22

MiMifizi

RC

e,K

КС

l

7x

,

fpLi.2. г