SU947963A1 - Способ преобразовани напр жени в код и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в системах контрол  и управлени .

Известен частотно-импульсный способ преобразовани , заключающийс  в преобразовании напр жени  в частоту , формировании опорного временного интервала, равного времени преобразовани , и формировании кода в течение сформированного временного интервала Г1J.

Недостатком известных способа и устройства дл  его осуществлени   вл етс  трудность синхронизации времени преобразовани  с периодом помехи при условии сохранени  посто нства показаний отсчета, так как одновременно с интервалом интегрировани  необходимо измен ть крутизну преобразовани  напр жени  в частоту, при этом предел коэффициента подавлени  сетевых помех равен 30-40 дБ при колебании частоты сети 50+1 Гц.

Известен также частотно-импульсный способ преобразовани  с измерением остаточного зар да интегратора, по которому на первом этапе входной сигнал преобразуют в частоту следовани  импульсов, формируют временной

интервал, равный времени преобразова ни , и формируют код в старших разр дах счетчика в течение сформированного временного интервала, после чего на втором этапе измер ют остаточный зар д интегратора и формируют дополнительный код в младших разр дах счетчика.

Устройство, реализующее известный

10 способ, содержит входное устройство, источник опорного напр жени , преобразователь напр жени  в частоту, детектор нулеврго уровн , схему управлени , генератор счетных импуль15 сов, ключи, счетчик, дешифратор и индикаторное устройство 2.

Основным недостатком известных способа и устройства дл  его осуществлени   вл етс  трудность синхро20 низации времени преобразовани  с периодом помехи, в результате чего коэффициент подавлени  сетевых помех при длительности преобразовани , равной 1 с ,нахо хитс  на уровне 50 дБ.

25

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и сокращение времени преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу преобразовани 

30 напр жени  в код, основанному на промежуточном , преобразовании напр жени  в частоту с последующим преобразованием частоты в код с помор ью эталонной частоты, одновременно с преобразованием напр жени  в частоту осуществл ют умножение эталонной частоты на код, пропорциональный входному сигналу г и сравнивают полученные частоты , в течение времени, равного или кратного периоду помехи, причем при неравенстве частот код, пропорционал ный входному сигналу, измен ют до момента выполнени  равенства частот и при переходе сигнала помехи через О фиксируют значение кода, пропорционального входному сигналу, а в устройство дл  реализации этого способа содержащее преобразователь напр же1 и  в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной устройства.

блок управлени  и генератор счетных.

импульсов, введены реверсивный счетчикл генератор управл емой частоты и компаратор .частоты, при этом выходы разр дов реверсивного счетчика . соединены с соответствующими входами установки генератора управл емой частоты и с выходной шиной устройства,, а входы сложени  и вычитани  реверсивного счетчика подключены к соответствующим выходам компаратора частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора управл емой частоты, а первый вход - с выходом преобразовател  напр жени  в частоту, второй вход которого соединен с входами разрешени.  счета реверсивного счетчика и первым входом блqкa управлени , второй вход которого подключен к входу установки О реверсивного счетчика, причем выход генератора счетных импульсор соединен с информационным входом генератора управл емой час .тоты, счетным входом реверсив.ного счетчика и первым входом блока управлени , второй вход которого подк;лючен к сетевой шине.

На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  осуществлени  способа.

Устройство содержит преобразователь 1 напр жени  в частоте, компаратор 2 частоты, реверсивный счетчик 3, генератор 4 управл емой частоты, блок 5 управлени  и генератор б счетных импульсов.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Входной сигнал УС поступает на вход .преобразовател  1 напр жени  в частоту , на выходе которого формируетс  последовательность импульсов, следующих с частотой , пропорциональной входному сигналу v г а на выходе всего устройства формируетс  код Г4 , также пропорциональный входному сигналу V .

Таким образом, получаем

-пр- NC

в силу посто нства частоты

. этл..(г;

тогда можно записать

(

с

откуда

. ()

Запишем выражение 4 в виде

частота преобразовани , определ ема  кодом входного сигнала NC,

КПР - коэффициент преобразовани  частоты.

Таким обрааом, дл  реализации способа необходимо сформировать частоту посредством умножени  эталонной чатотыГд на коэффициент преобразовани  частоты КПР Nj и сравнить полученную частоту с частотой, пропорциональной входному сигналу f .

Из выражени  3 следует, что результат преобразовани  напр жени  в код не зависит от времени преобразовани  (длительности преобразовани ) так как N ;г , и следовательно,

зтл

интервал текущего значени  времени мокно записать в широких пределах, что дает возможность легко осуществить синхронизацию времени преобразовани  с периодом помехи в устройствах дл  осуществлени  способа и значительно увеличить величину коэффициента подавлени  сетевых помех.

Устройство дл  реализации способа работает следующим образом.

При включении устройства в момент перехода напр жени  сети через О на первом выходе блока 5 управлени  формируетс  импульс установки реверсивного счетчика 3 и одновременно сигнал Пуск, деблокирующий счетный вход реверсивного счетчика ,3. С этого момента с входа преобразовател  1 напр жени  в частоту на первый вход компаратора 2 частоты начинают поступать импульсы, следующие с частотой f . Импульсы эталонной частоты f., поступающие с выхода генератора G счетных импульсов на информационный вход генератора 4 управл емой частоты, преобразуютс  в последнем в соответствии с выражением г Р этом коэффициент преобразовани  частоты k pформируетс  кодом реверсивного счетчика 3, разр дна  сетка которого .заполн етс  импульсами эталонной частоты , поступающими с выхода генератора 6 счетных импульсов с приходом сигнала Пуск. С выхода генератора 4 управл емо частоты импульсы, следующие с частотой f поступают на второй вход компаратора 2 частоты,в которомсрав ниваютс  входные частоты в ссответствии с выражением причем на выходе компаратора 2 частоты формируетс  сигнал управлени  реверсом реверсивного счетчика 3 в соответствии с условием: при обратный счет, при с этл с пр мой счет. ПроцесЬ преобразовани  продолжаетс  в течение времени, равного или кратного периоду помехи в зависимости от задани  длительности преобразовани . По окончании преобразовани  в момент перехода сигнала помехи через О на втором выходе схемы 5 управлени  формируетс  сигнал Останов , пр этом на выходе разр дов счетчика 3 формируетс  код м . этл Новый цикл преобразовани  начинаетс  с приходом сигнала Пуск. Погрешность работы устройства определ етс  погрешностью преобразовател  1 напр жени  в частоту, ко тора  может быть пор дка 0,01%.и ниже , разр дной сеткой генератора 4 управл емой часто.ты, а также стабильностью частоты следовани  импуль сов эталонной частоты генератора б счетных импульсов, котора  в кварцевом генераторе легко может быть обеспечена не ниже 10. Необходимое чцсло разр дов генератора 4 управл емой частоты опреде л етс  из услови  максимального коэф фициента преобразовани  эталонной частоты, обеспечивающего нужную точ ность преобразовани . . К - м ПР. max с mdx Диапазон преобразовани  устройст ва определ етс  максимальной девиаци ей частоты преобразовател  1 напр жени  в частоту и разр дной сеткой генератора 4 управл емой частоты. Так, при входном сигналеVcmiп минимальна  частота преобразовани  ст-}п этл и коэффициент преобразовани  частоты Kf,p генератора 4 управл емой частоты равен 1, что в способе пр мого преобразовани  соответствует частоте этл В предлагаемом изобретении исключаетс  необходимость смещени  частот преобразовател  напр жени  в частоту 1 относительно истинного или условного нул , так как это выполн етс  автоматически Условием Гд. Благодар  независимости кода преобразовани  от длительности преобразовани  (времени преобразовани ), что вытекает из услови  N. F i в устройстве дл  осуществлени  способа легко выполн етс  синхронизаци  начала и конца такта преобразовани  с периодом сети (помехи). Таким образом, по коэффициенту подавлени  сетевых помех предлагаемое устройство приближаетс  к уровню 70-80 дБ и выше при времени преобразовани , равном или кратном периоду помехи. Форггула изобретени  1.Способ преобразовани  напр жени  в код, основанный на промежуточном преобразовании напр жени  в частоту , с последующим преобразованием частоты в код с помощью эталонной частоты, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  помехоустойчивости и сокращени  времени преобразовани , одновременно с преобразованием напр жени  в частоту осуществл ют умножение эталонной частоты на код, пропорциональный входному сигналу, и сравнивают полученные частоты, в течение времени равного или кратного периоду помехи , причем при неравенстве частот код, пропорциональный входному сигналу , измен ют до, момента равенства частот и при переходе сигнала помехи через О фиксируют значение кода, пропорционального входному сигналу. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее преобразователь напр жений в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, блок управлени  и генератор счетных импульсовj отличающеес  тем, что в него введены реверсивный счетчик, генератор управл емой частоты и компаратор частоты, при этом выходы разр дов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами установки генератора управл емой частоты и с выходной шиной устройства , а входы сложени  и вычитани  реверсивного счетчика подключены к соответствующим выходам компаратора:, частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора управл емой частоты, а первый вход - с выходом преобразовател  напр жени  в частоту, второй вход которого соединен с входом разрешени  счета реверсивного счетчика и первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к входу установки О, peBepckBHoro счетчика, при ,чем выход генератора счетных импульсов соединен с информационным входом генератора управл емой частоты, счетным входом реверсивного счетчика и первым входом блока управлени .

второй вхрд которого подключен к сетевой шине.

Исхочники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1, Вахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Мколин В.П. Аналогово-цифровые преобразователи , М., 1980, с,170-171, рис.7,7а.

2. Пр нишников В.А. Интегрирующие цифровые вольтметры посто нного тока. Л., 1976, с.23-25, рис.1-3 Лпрототип).

Uft/HCt

CemeSc

U/CfHCf

Claims (2)

1. Формула к уров ню преобрапериоду при времени или кратном изобретения

   1. Способ преобразования напряжения в код, основанный на промежуточном преобразовании напряжения в частоту, с последующим преобразованием частоты в код с помощью эталонной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и сокращения времени преобразования, одновременно с преобразованием напряжения в частоту осуществляют умножение эталонной частоты на код, пропорциональный входному сигналу, и сравнивают полученные частоты, в течение времени равного или кратного периоду помехи, причем при неравенстве частот код, пропорциональный входному сигналу, изменяют до. момента равенства частот и при переходе сигнала помехи через 0 фиксируют значение кода, пропорционального входному сигналу.
2. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее преобразователь напряжений в частоту, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, блок управления и генератор счетных импульсов> отличающееся тем, что в него введены реверсивный счетчик, генератор управляемой частоты и компаратор частоты, при этом выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами установки генератора управляемой частоты и с выходной шиной устройства, а входы сложения и вычитания реверсивного счетчика подключены к соответствующим выходам компаратора:, частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора управляемой частоты, а первый вход - с выходом преобразователя напряжения в частоту, второй вход которого соединен с входом разрешения счета реверсивного счетчика и первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к входу установ60 ки 0, реверсивного счетчика, при,чем выход генератора счетных импульсов соединен с информационным входом генератора управляемой частоты, счетным входом реверсивного счётчика и первым входом блока управления,