SU762162A1

SU762162A1 - Следящий аналого-цифровой преобразователь

Info

Publication number: SU762162A1
Application number: SU782681619A
Authority: SU
Inventors: Gennadij G Vorobev; Nikolaj G Sidorov; Yurij A Zhukov
Original assignee: Gennadij G Vorobev; Nikolaj G Sidorov; Yurij A Zhukov
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например для измерения экстремальнопиковых значений входного напряжения, для целей измерения пиковых значений усилий различного рода материалов при их испытании на разрыв.

Известен следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, главный и вспомогательный реверсивные счетчики, цифроаналоговый преобразователь, ^дешифратор, триггер, компаратор, логические элементы 0-] ·

Недостатком данного преобразователя является ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный через первый вход ’

основного ключа ко входу основного ре' версивного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с входной ⁵ шиной, вспомогательный реверсивный

счетчик и триггер пуска, подключенный ко второму входу основного ключа, введены счетчик пиковых значений измеряемо го напряжения, два дополнительных ключа, блок определения нуля, инвертор и элемент И-НЕ, причем вход счетчика пиковых значений измеряемого напряжения подключен через первый вход первого дополнительного ключа ко входу основного реверсивного счетчика, который вторым входом через первый вход второго дополнительного ключа соединен со входом вспомогательного реверсивного счетчиха, инверсные выходы разрядов которого последовательно через блок'определения нуля и первый вход элемента И-НЕ подключены ко второму входу второго топота, второй вход элемента И-НЕ подклюз 762162 4

чен параллельно к шине сложения основного реверсивного счетчика, к шине вычитания вспомогательного реверсивного счетчика, к выходу инвертора и ко входу первого ключа, вход инвертора подключен 5 параллельно к шине вычитания основного реверсивного счетчика, к шине сложения вспомогательного реверсивного счетчика и к выходу компаратора, другой вход первого ключа подключен к выходу блока 10 определения нуля.

Для расширения спектра измеряемых напряжений, дополнительно введены счетчик, элемент ИЛИ, причем вход' счетчика подключен к выходу генера- 15 тора, шина "Сброс" счетчика подключена к выходу элемента И-НЕ, а выход счетчика подключен ко входу элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу триггера пуска. 20

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство состоит из генератора импульсов 1,подключенного через ключ 3 к ос- 25 новному реверсивному счетчику З.К счетчику 3 подключены последовательно цифроанало— говый преобразователь 4, компаратор 5, инвертор 6. Выход ключа 2 подключен также через ключ 7 к счетчику 8 пико- 30 вых значений измеряемого напряжения 1)ц5М и через ключ 9 к вспомогательному реверсивному счетчику 10. Инверсные выходы счётчика 10 подключены к блоку 11 определения нуля, выход которого 35 подключен к ключу 7 и к элементу ?

И-НЕ 12. Выход последнего подключен к ключу 9. Схема пуска состоит из триггера 13, на вход установки 1 которого подается команда "Пуск", а на вход ус-ί 40 тановки "О" подается команда "Стоп" с одного иэ разрядов вспомогательного реверсивного счетчика. Выход компаратора 5 подключен к шине, которая для реверсивного счетчика 3 является шиной вы- 45 питания, а для реверсивного счетчика 10 Шиной сложения. Выход инвертора 6 подключен к другому входу элемента И-НЕ 12, к другому входу ключа 7 и к шине, которая для реверсивного счетчика 3 яв- 50 ляется шиной сложения, а для реверсивного счетчика 10 шиной вычитания.

Работаустройства происходит следующим образом,

В исходном состоянии счетчики обну- 55

лены, на выходе компаратора 5 нулевой

сигнал "О". На выходе блока 11 определения нуля сигнал "1*. Ключи 2 и 9 за-,

крыты, ключ 7 открыт. При подаче пускового импульса на триггер 13 последний устанавливается в "1", открывая ключ 2. Импульсы генератора 1 начнут поступать в счетчики 3 и 8. На выходе преобразователя 4 появится напряжение , которое в компараторе 5

сравнивается со входным напряжением Пока на выходе, компаратора 5

сигнал "0". Как только ΙΙυ,'α'θΜδΜ срабатывает компаратор 5. На его выходе напряжение станет равным " 1". Изменится напряжение счета в реверсивном счетчике 3, закроется ключ 7 (на выходе инвертора 6 - "О"), откроется ключ 9, счетчик 10 подготовится к сложению. ЕслиЦиьм продолжает расти и станет снова больше 11 ц-сь то в следующий момент компаратор срабатывает и вернется в исходное .состояние, возвратив в исходное состояние всю схему. Если же рост происходит' медленно, то прежде чем вернуться всей схеме в исходное положение (после пуска) возможна запись одного импульса во вспомогательном 10 и списывание одного импульса в главном 3 реверсивных счётчиках. Списывание импульса в счетчике 3 вызовет понижение 11и,-а и уже обязательное срабатывание компаратора 5 (считаем, что 11иьм растет). Изменится направление счета в обоих реверсивных счетчиках (станет исходным). Но поскольку ключ 9 продолжает оставаться открытым (на выходе схемы 11 отсутствует " 1", а следовательно на выходе схемы 12 присутствует "1"), то следующим импульсом с генератора 1 счетчик 10 обнулится (вычтется единица), а счетчик 3 вернет себе единицу, которая перед этим вычиталась из него. Снова закроется ключ 9, откроется ключ 7. За время этих манипуляций счетчик 8 не изменил своего состояния, его показания точно равны показаниям счетчика 3.

Так будет работать схема, пока напряжение Визм растет.

Но наступит момент X, (см. фиг. 2), когда входное напряжение начнет падать. Тогда счетчик 8 зафиксирует эту максимальную величину в цифровом виде и«Ьм(мо(Кф ключ будет закрыт, так как начнет подсчет импульсов реверсивный счетчик 10. То открываясь, то закрываясь реверсивный счетчик 10 продолжает также в следящем режиме измерять величину спада напряжения. Наступит момент Λ 2 , когда число в счетчике 10, включит такой разряд, который определяет выбранную нами зону контроля &И

5 762К

При этом триггер 13 установится в "О", выключится генератор 1. В счетчике 8 сохранятся показания максимального значения и_из_м . По сигналу с выбранного разряда счетчика 10 (конец из- 5 мерения) можно осуществлять съем информации со счетчика 8.

Дополнительно для получения возможности измерения напряжения, имеющего более широкий спектр, в данное устрой- Ю ство вводится дополнительный счетчик и элемент ИЛИ.

На фиг. 3 приведена схема устройства, а на фиг. 4 диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство состоит из генератора 1 импульсов, выход которого через ключ 2 подключен к счётчику 3 пикового значения измеряемого сигнала иизм· Одновременно выход генератора подключен к основ- 20 ному реверсивному счетчику 4, к дополнительному счетчику 5 и через ключ 6 к дополнительному реверсивному счетчику 7. Выходы разрядов реверсивного счетчика 4 через цифроаналоговый преобра- 25 зователь 8, компаратор 9, инвертор 10 подключены к другому входу ключа 2. Выходы разрядов дополнительного счетчика 7 через элементы И 11 подключены к элементу И-НЕ 12, выход которого 30 подключен к другому входу ключа 6 и к шине "Сброс" счетчика 5. Выходы переполнения дополнительного реверсивного счет-" чика 7 и дополнительного счетчика 5 объединены элементом ИЛИ 13 и подклю- 35 чены ко входу установки "О" триггера 14 ( сигнал 'Стоп '), ко входу установки * 1" которого подключены шины "Сброс ' счетчика 3 и 4 (сигнал "Пуск"). Шина сложения основного реверсивного счетчика 4 и шина вычи- 40 тания дополнительного реверсивного счетчика 7 подключены к выходу инвертора 10 и к другому входу элемента И-НЕ 12.· Шина вычитания основного реверсивного счетчика 4 и шина сложения дополнитель- 45 ного реверсивного счетчика 7 подключены к выходу компаратора 9.

Работа устройства происходит следующим образом.

По команде "Пуск", которая является командой начала измерения, происходит сброс показаний всех счетчиков (3,4, 5, и 7) в ноль и установка триггера 14 в "1". Считаем, что в этот момент на внешний вход компаратора 9 поступает нарастающее напряжение измеряемого сигнала Ммьм (см. фиг. 4). На фиг. 3 приведены потенциалы "1" и "О", соответствующие моменту пуска режима измерения. Установка триггера 14 в '1' означает также открытие ключа 2 и одновременную работу счетчика 3. До тех пор пока больше, чем напряжение Писана выходе компаратора 9 потенциала "0", счетчик 3 и основной реверсивный счетчик 4 считают импульсы в прямом счете. Дополнительный реверсивный счетчик 7 закрыт "О" потенциалом на шине "Сброс" счетчика 5. В смомент, когда .

сработает компаратор 9. Изменится направление счета в реверсивном счетчике 4 и откроется счетчик 7 и 5, закроется счетчик 3. Если Ццыц растет, то счетчики 7 и 5 подсчитают только один импульс, так как этот импульс, поступивший также и на вход счетчика 4, но со знаком ( - ) уменьшит напряжение Бц,-а и компаратор вернется в исходное положение. При этом направление счета в реверсивном счетчике 4 станет положительным (сложение), а в реверсивном счетчике 7 отрицательным (вычитание). Следущюший импульс восстановит число в счетчике 4. Оно станет в точности равно числу в счетчике 3, который на время этих переключений был закрыт. Счетчик 7 обнулится, при этом срабатывает элемент И 11 (на выходе его появится "1"), на выходе элемента И-НЕ 12 появится потенциал "О", который обнулит счетчик 5. Далее работа схемы происходит в следящем режиме, напряжение 11ц,~а в точности (с погрешностью в один квант цифроаналогового преобразователя 8) повторяет и^м Такие чередующиеся состояния счетчиков 4 и 7 будут до тех пор, пока растет. Наступит момент, когда достигнет своего максимального значения (точкаЦ) и начнет падать. В этом случае счетчик 3 закроется, окончательно, поскольку начнет счет импульсов счетчик 7 и схема И закроет ключ 2. Одновременно со счетчиком 7 включится в работу • счетчик 5. Счетчик 5 своей емкостью задает как бы временную зону контроля (зона дЬ ), импульс переполнения этого счетчика появится за время Δί от начала работы счетчика. Реверсивный счетчик работает в следящем режиме и полностью дублирует реверсивный счет4κκ^4, но на вычитание, этот счетчик 7 задает как бы зону контроля по напряжению ( Λ1! ). Таким образом, оба счетчика 5 и 7 устанавливают зону контроля и_МЬм после перегиба (заштрихованная область). Если Ииьц изменяется по

762162

Ί Ρ

кривой 1, то порвьгм достигает максимума счетчик 7 и в момент времени 1-¾ появится сигнал 'Стоп' на входе элемента ИЛИ 13, который'установит триггер

.14 в Ό* и окончательно закроет счетчик 3, в котором будет записано число, в цифровой форме эквивалентное (няк/г) Если Опьм· изменяется по кривой 2, то первым срабатывает счетчик 5 (точка 1$) и также как и в первом случае триггер .1 ^окончательно отключит счетчик 3 от генератора X, Команда 'Стоп' является сигналом для съема со счетчика 3 показаний ииьм.(мокс).

Это позволяет оптимально во времени, как для медленно меняющегося, так и для быстроменяющегося определить момент, когда 11цьм достигает максимального значения, измерить и передать в другую схему (например, на цифровой индикатор) эти показания.

Claims

Формула изобретения

1. Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный через первый вход основного ключа ко входу основного реверсивного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с входной шиной, вспомогательный реверсивный счетчик и триггер пуска, подключенный ко второму входу основного ключа, о τη ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, введены счетчик пиковых значений измеряемого напряжения, два дополнительных ключа, блок опреде'8

ления нуля, инвертор и элемент И-НЕ, причем вход счетчика пиковых значений измеряемого напряжения подключен через первый вход первого дополнительного

₅ ключа ко входу основного реверсивного счетчика, который вторым входом через первый вход второго дополнительного ключа соединен со входом. вспомогательного реверсивного счетчика, инверсные

10 выходы разрядов которого последовательно через блок определения нуля и первый вход элемента И-НЕ подключены ко второму входу второго ключа, второй вход элемента И-НЕ подключен параллельно

15 к шине сложения основного реверсивного счетчика, к шине вычитания вспомогательного реверсивного счетчика, к выходу инвертора и ко входу первого ключа, вход инвертора подключен параллельно к шине

20 вычитания основного реверсивного счетчика, к шине сложения вспомогательного реверсивного счетчика и к выходу компаратора, другой вход первого ключа подключен к выходу блока определения

25 нуля.
2. Преобразователь по π. 1, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения спектра измеряемых напряжений, дополнительно введены счетчик, элемент

³⁰ ИЛИ, причем вход счетчика подключен к выходу генератора, шина 'Сброс' счетчика подключена к выходу элемента И-НЕ, а выход счетчика подключен ко входу элемента -ИЛИ, выход которого подклю35 чен ко входу триггера пуска.