SU855533A1 - Преобразователь RLc-параметров датчиков в код с параллельным усреднением - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при сборе информации сjRLC-датчиков и вводе ее в ЭВМ Известны преобразователи RLC-napa метров пассивных элементов электрических цепей в код, использующие промежуточное врем -импульсное представление информации tlj Однако известный преобразователь характеризуетс  недостаточной точиост-ью преобразовани . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  преобразователь RLC-napaметров датчиков в код, содержащий компаратор, первый вход которого под ключен к выходу RC(RL)-цeпи, второй вход - к выходу блока формировани  опорных напр жений, генератор тактов , ключ, вход которого соединен с источником посто нного стабильного напр жени , выход которого соединен со входом RC(RL)-цeпи, управл ющий вход ключа соединен с выходом генератора тактов и с первым входе пре образовател  врем -код, второй вход которого соединен с выходом компаратора , вход блока формировани  опорных напр11жений соединен со вход источника посто нного стабильного напр жени  2}, Однако данное техническое решение имеет недостаточное быстродействие , которое резко уменьшаетс  с повышением точности. Цель изобретени  - повьваение быстродействи  преобразовател  Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь RLC-параметров датчиков в код с параллельньм ус1 еднением, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу ВС(Я1)-цепи, второй вход - к выходу блока формировани  опорных .напр жений, генератор тактов, ключ, вход которого соединен с источником посто нного стабильного .напр жени , выхрд которого соединен со входом ЯС(А1)-цепи, управл ющий вход ключа соединен с выходом генератора тактов и с первым входом преобразовател  врем -код, BTOpoft вход которого соединен с выходом компаратора, вход блока формировани  напр жений соединен со входом источника посто нного стабильнога напр жени , введены п-1 компараторов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RC(RL)-цeпи, вторые входы - к соответствующим выходам блока формировани  опорных .напр жений, а выходы к вторым п входам преобразовател  врем -код.

Преобразователь врем -код целесообразно выполнить в виде блока, содержащего счетчик, элемент ИЛИ, п элементов И, генератор импульсов, распределитель, п делителей частоты повторени  импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со входом распределител , выходы которого соединены соответственно с вхо дами п делителей частоты повторени  импульсов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к первому входу преобразовател  врем -код, третьи , входы - со вторыми п входами преобразовател  врем -код, выходы со входами элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу счетчика,

Блок формировани  опорных напр жений целесообразно выполнить в виде п делителей напр жени , входы которых объединены и подключены к входу блока формировани  опорных напр жений , выход - к соответствующим п выходам блока формировани  опорных напр жений ,

Ка фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател  на фиг. 2 - временные диаграммы дл  случа , когда п, Преобразователь содержит генератор 1 тактов, ключ 2, RC-цепь 3, блок 4 формировани  опорных напр жений , компараторы 5-8, преобразователь 9 врем -код, состо щий из генератора 10 импульсов, распределител  L1, делители 12-15 частоты повторени  импульсов, элементы И 16-19, элемент ИЛИ 20, счетчик 21.

Преобразователь работает следующим образом.

В ИСХОДНОМ состо нии низким уровнем сигнала с генератора 1 тактов ключ 2 разомкнут и напр жение Е источника посто нного стабильного напр жени  {на схеме не показан) не попадает на вход RC-цепи 3. Этим же сигналом закрыты по второму входу элементы И 16-19, и импульсы не поступают через элемент ИЛИ 20 на счетчик 21. Генератор 10 импульсов, распределитель 11, делители 12-15 работают непрерывно при включенном питании. На выходах компараторов 5-8зысокне уровни напр жений, так как напр жени  с выходов блока формирова1ИЯ оЬорных напр жений превосход т напр жение на выходе RC-цепи 3. По сигналу с генератора 1 тактов(переключение на высокий уровень) заьмыкаетс  ключ 2 и напр жение Е попадает на вход RC-цепи 3. На выходе RC-цепи 3 образуетс  нарастающее экспоненциалькое напр жение (см. Фиг, 2а)

U(t) l - ехр(- 1) (1)

Элементы И 16-19 открываютс ,и через них поступают импульсы на элемен ИЛИ 20 и счетчик 21. За счет распределител  11 ни один импульс не совпадает во времени с импульсами в параллельных каналах (см. фиг. 26), и каждый из них подсчитан счетчиком 21 В моменты, когда экспоненциальное напр жение сравниваетс  с каждым из опорных, срабатывает соответствующий компаратор 5-8, напр жение на его выходе приобретает низкий уровень, запирающий элемент И 16-19 по третьему входу. Поступление импульсов в счетчик 21 по соответствующему каналу прекршцаетс . Образуетс  пачка импульсов с числом импульсов в пачке.

H,T,f,.ipj- (2)

1 1

on;

в конце такта в счетчике 21,зафиксировано число импульсов

H,|T,V-RCBf.l, (:ь)

5 где Т - интервал времени между сигналами генератора 1 тактов и компаратора 5-8 (длительность пачки);

i - частота повторени  импульсов на выходе делител  12-15

частоты;

Ч,,,-- соответствующее -тому канаии 1

лу опорное напр жение.

В приводимом варианте исполнени  устройства делитель 12 работает

5 в режим V--- Д - ители 13-15 соответственнбв режимах 1:2, 1:4, 1:8. В соответствии с установленными частотами импульсгных последовательностей , эаполн нмцих временные интервалы

0 между сигналом генератора 1 тактов и сигналами с выходов компараторов 5-8, выбираютс  опорные напр жени  с таким расчетом, чтобы выполн лось равенство

--f en-

f.tni Е -V,

Е Ч

on.

on 4

или

}

Е - f,

Е - V,

ОГц

ОП1

(5)

Von; EL - (1 -

Выражение (5) устанавливает св зь между опорным напр жением i-того ка-, нала и опорным напр жением первого канала при заданном отношении частот . заполн ющих импульсных последовательностей этих каналов.

Теперь число импульсов, посылаемое

0 в счетчик 21 каждым каналом, должно быть одинаковым, если не учитывать погрешностей элементов, в особенности погрешности срабатывани  компараторов 5-8. В реальных преобразовател х

Claims (2)

1. 5 всегда наблюдаетс  дрожение момен ,та срабатывани  компаратора, обуслов ленное шумами ивнешними дестабилизирующими воздействи ми. Поэтому каж дый канал посылает в счетчик 21 неод наковое число импульсов от такта к такту. И это про вл етс  в посто нно смене значений младших разр дов счет чика 21. Представл   совокупность па чек импульсов на ыходе ка адого кана ла в виде случайного процесса, в котором кажда  пачка  вл етс  его реал зацией, получим число в счетчике 21 как вычисленное среднее значение по ансамблю этого случайного процесса. Если в рассматриваемом варианте исполнени  vcтpoйcтвa отбросить два младших разр да счетчика 21 (не проиницировать их), это эквивалентно де лению результата на 4, подраз тлева  под кодом счетчика 21 двоичный код,Таким образом, получаем окончательный результат преобразовани  в виде: - RC 4 Е T-J/ i Можно упростить схему, соединив выходы распределител  11 непосредственно с первыми входами соответствую щих эп ментов И 16-19 и подав на вторые входы всех компараторов 5-8 одно общее опорное напр жение. При этом отпадает необходимость в делите л х частоты 12-15 и дополнительных n-t делител х напр жени  в блоке 4 формировани  опорного напр жени . При этом в счетчике 21 записано числоЕ N-4RcFen-- , (7) а проиндицйруетс  число Врем , затра 1енное устройством на получение результата, равно длительности одного такта. Следовательно, получен выигрыш в быстродействии по сравнению с прототипом в п раз (дл  рассматриваемого случа  в 4 раза), а также более высок1  (в fr раз) точность преобразовани . При этом средст ва, затраченные на достижение цели, не очень существенны, так как все дополнительно введенные элементы легко реализуютс  интегральной техно логией в небольшом объеме. Формула изобретени  1. Преобразователь RLC-параметров датчиков в код с пара-ллельным усреднением , содержащий компаратор, первый вход которого подключен к выходу ЛС(К1)-цепи, второй вход - к выходу блока формировани  опорных напр жений, генератор тактов, ключ, вход которого соединен с источником посто нного стабильного напр жени , выход которого соединен со входом КС(К1)-цепи, управл ющий вход ключа соединен с выходом генератора тактов и с первым входом преобразовател  врем -код, второй вход которого соединен с выходом компаратора, вход блока формировани  опорных напр жений соединен с входом источника посто нного стабильного напр жени , отличаю щ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , введены п-1 компараторов , первые входы которых объединены и подключены к выходу RC(RL)цепи , вторые входы - к роответствуюЩ1-1М выходам блока формировани  опорных напр жений, а выходы - к вторьм п входам преобразовател  врем -код, 2. Преобразователь по п.1, о т личающййс  тем, что преобразователь врем -код содержит счетчик, элемент ИЛИ, п элементов И, генератор импульсов , распредэлитель, п делителей частоты повторени  импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со входом распределител , выходы которого соединены соответственно с входги ш п делителей частоты повторени  импульсов, выходы которых соединены с первыми входги и соответствующих элементов и, еторае входы которых объединены и подключены к первому входу преобразовател  врем код , третьи входы - со вторьаш п ахот дами преобразовател  врем -код, ВЕКОды - со входами элемента. ИЛИ, выход которого подклочен ко входу счетчика, а блок формировани  опорных нгшр жений содержит п делителтей напр жени , входы коториых объединены и подключены к входу блока формировани  опорных напр жений, выходы - к соответствующим п выходам блока формировани  опорных напр жений. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вдовиченко А. А. Измерительный, универсальна цифровой прибор типа Ф-480. -. Приборы и системы управ .пени , I960, 1.
2. 2.Технический отчет по ОКР Преобразователь . Сборник рефератов НИ®КР. Сер. AT. М., 1976, вып. 4.