SU984039A1 - Преобразователь напр жени в код - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  построени  аналого-кодовых прео бр аз о в ате лей.

Известен преобразователь напр жени  в КОД; содержащий последовательно соединенные оптроны, управл ющие входы которого соединены с выходами управл ющего фотоэлемента 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  низкие надежность и помехозащищенность , больша  потребл ема  мощность .

Известен преобразователь напр жени  в код, содержащий преобразователь напр жени  во временной интервал , блоки преобразовани  временного интервала в код, содержащие светоизлучатели , фотоэлементы, управл ющие фотоэлементы, формирователи импульсов , квайтроны, разв зывающие диоды , блок задержки и формирователь импульса сброса, причем выход преобразовател  напр жени  ро временной интервал через блок заДержки соеди- . нен со входом светоизлучател  первого блока преобразовани  временного интервала в код, а через формиро ,ватель импульса сброса и разв зывающие диоды соединены со входами сброса всех квантронов, первый оптический выкод счетоизлучател  каждого блока преобразовани  временного интервала в код оптически соединен с оптическим входом первого квантрона, а второй оптический выход светоизлучател  соединен с оптическим входом управл ющего фотоэлемента, оптический выход каждого предыдущего квант10 рона оптически соединен с оптическим входом каждого последующего квантрона , а оптический выход последнего квантрона соединен с оптическим входом фотоэлемента, выход которого

15 соединен с входом формировател  импульсов , а выход формировател  импульсов через первый диод соединен со входами сброса квантронов, а через второй диод соединен со входом

20 светоизлучател  последующего блока преобразовани  временного интервала в код, а модулирующий выход управл кицего фотоэлемента каждого блока преобразовани  временного интервала

25 в код соединен со всеми модулирующими входами квантронов и фотоэлемента данного блока, кггждый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотодиоде , именуемом в дальнейшем как 30 фотоприемник и транзистор, база которого соединена с катодами диода и фотоприемника, коллектор - с анодом светодиода, эмиттер - с общей шиной, а оптический выход светодиода оптически соединен со входом фотоприемника 2 }. Недостатками такого устройства  в л ютс  невысокие надежность, помехозащищенность и больша  потребл еМс1  мощность. Цель изобретени  - повышение надежности , помехозащищенности и уменьшение потребл емоймощности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в пре образователь напр жени  в код. содержащий преобразователь напр жени  во временной интервал, бло i задержки, формирователь импульса сброса и блоки преобразовани  временного интервала в код, каждый из которых выполнен на фотоэлементе,v формирователе импульсов, двух раз- в зывающих диодах и квантронах, а также преобразователь напр жени  во временной интервал, выход которого через блок задержки соединен с входом первого блока преобразовани  вр менного интервала в код, а через фо мирователь импульса сброса и первые разв зывающие диоды соединен с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предыдущего квантрона оптически сое динен с первым оптическим входом ка дого последующего квантрона, а опти ческий выход последнего квантрона с оптическим входом фотоэлемента, в ход которого соединен с входом формировател  импульсов, а лыход формировател  импульсов через второй разв зывающий диодсоединен с входом второго блока преобразовани  вр менного интервала в код, введен опт электронный элемент ИЛИ, а в Каждый блок преобразовани  временного интервала в код введены элемент НЕ и блок контрол , причем вход Каждого блока преобразовани  временного интервала в код соединен с входами ус тановки всех квантронов и фотоэлемента , выход элемента НЕ соединен с входом сброса первого квантрона, его вход - с входами сброса остальных квантронов, оптический выход. каждого квантрона оптически соедине соответственно с вторым оптическим входами каждого предыдущего квантрона и с соответствующим входом блока контрол , оптические выходы первого и последнего квантронов опт чески соединены соответственно с вторым и первым их оптическим входа ми, при этом выход каждого блока контрол  оптически соединен с соответствующим входом оптоэлектронного элемента ИЛИ. Причем квант.рон выполнен на светодиоде , диоде, трех фотоприемникс1Х и транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через светодиод соединен с шиной питани  и первым выводом первого фотоприемника , второй вывод которого соединен с базой транзистора, котора  через второй фотоприемник соединена с общей шиной, через третий фотоприёмник - с входом установки квантрона; а через диод - с входом сброс квантрона, причем оптические входы первого, второго и третьего фотоприемаиков соединены соответственно с первым оптическим выходом светодиода и оптическим выходом : квантрона, первым и вторым оптическими входами квантрона. При этом блок контрол  выполнен на трех пороговых оптронах, каждый из которых выполнен на светодиоде , транзисторе и фотоприемнике , кроме этого, третий пороговый оптрон содержит резистор, причем первый вывод фотоприемника каждого порогового оптрона подключен к база его транзистора, а анод светодиода - к коллектору транзистора, вторые выводы фотоприемников и катоды светодиодов первого и второго пороговых оптронов, а также катоды светодиода и второй вывод резистора третьего порогового оптрона подключены к источнику питани , первый вывод резистора соединен с базой транзистора третьего порогового оптрона, эмиттеры транзисторов и второй вывод фотоприемника третье-, го порогового оптрона подключены к общей точке, оптические входы фотоприемников первого и третьего пороговых оптронов соответственно оптически объединены, а оптические выходы светодиодов первого и третьего пороговых оптронов оптически соединены с первым и вторым входами фотоприемника второго порогового оптрона . На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого, устройства; на фиг. 2 - структурна  электрическа  схема квантрона; на фиг. 3 - структурна  электрическа  схема блока контрол ; на фиг. 4 - временна  диаграмма возбуждени  и тушени  квантронов. Преобразователь напр жени  в код содержит блоки 1 и 2 преобразовани  временного интервала в код, преобразователь 3 напр жени  во временной интервал, блок 4 задержки, формирователь 5 импульса сброса и оптоэлектронный элемент ИЛИ б. блок 1 и 2 содержит квантроны 7, фотоэлемент 8, формирователь 9 импульсов, элемент НЕ 10, разв зываюище диода 11 и 12 и -блок 13 контрол . Квантроны 7 состо т из транзистора 14, светодиода 15, фотоприемников 16, 17, 18 и диода 19.Блок 13 состоит из пороговых оптронов 20, 21, 22, каждый из которых состоит из транзистора 23, светодиода 24 и фотоприемника 25, а третий пороговый оптрон 22 содержит резистор 26. В начальный момент времени временной интервсш с выхода преобразовател  3 через формирователь 5, разв зывающий диод 12 поступает на входы сброса квантронов 7, кроме первых , и устанавливает их в нулевое состо ние. Однов еменно импульс

сброса посредством элемента НЕ 10 инвертируетс , а потом установит первые квантроны 7 блоков 1 и 2 в единичное возбужденное состо ние.Это состо ние соответствует начальному состо нию устройства и свидетельствует о том, что оно не содержит информацию .

Каждый квантрон 7 работает следующим образом. При одновременной подаче , пременного интервала и оптического сигнала на входы фотоприемника 17 транэи стор 14 открываетс , квантрон 7 переходит в возбужденное состо ние, которое сохран етс  за счет обратной св зи светрдиодом 15 и фотоприемником 16. Врем  срабатывани  квантрона равно Т. При воздействии оптического сигнала на выход фотоприемника 18 или же электрического сигнала на вход сброса квантрон 7 постепенно ослабит свой оптический выходной сигнал и через

.некоторое врем , примерно равное т, произойдет полное тушение квант: рона.

После устанавки преобразовател  напр жени  в код в начальное состо ние временной интервал через блок 4 поступает на входов установки квантронов 7. Согласно описанному принципу функционировани  квантрона, сначала второй квантрон 7 сработает за строго фиксированное врем  Т, после чего оптический сигнал с его выхода , поступа  на второй оптический вход первого квантрона, обнул ет его. Таким образом, за врем  Т после момента подачи временного интервала возбужденное состо ние второго квантрона 7 соответствует единице (диаграммл на фиг. 4 ). При дальнейшей подаче временного интервала за врем  21 сработает третий квантрон 7, оптическим выходным сигналом которого обнулитс  второй квантрон 7, а за врем  3 i сработает четвертый квантрон 7, после че.го обнулитс  третий. После того, как последний квантрон 7 перешел в состо ние засвечени , сработает первый квантрон 7. Таким образом, информаци  представл етс  одним возбужденным квантроном. Одновременно с процессом срабатывани  первого квантрона .7 фотоэлемент 8 пропустит достаточный по величине сигнал через свой выход формировател  9 импульсов. При этом длительность сформированного импульса совместно с временем срабатывани  фотоэлемента 8 должно равн тьс  т . Это позволит при достаточно малом времени срабатывани  фотоэлемента 8 производить баз погрешности дальнейший процесс преобразовани  информации. Сформированный импульс через разв зывающий диод 11 поступает на вход следукицего блока 2 и приведет к срабатыванию следующего его квантрона 7, оптический сигнал с выхода которого поступает на второй оптический вход ранее возбужденного квантрона 7 и обнул ет его.

После срабатывани  первого квант0 рона блока 1 и передачи импульса с выхода формировател  9 на блок 2 оптический сигнал с выхода первого квантрона 7, поступа  на второй оптический вход последнего квантро5 на 7, обнул ет его и процесс срабатывани  и обнулени  квантронов 7 повтор етс  -аналогично. Такой процесс будет продолжатьс  до тех пор, пока не прекратитс  подача временного

интервала. После прекращени  подачи

временного интервала (согласно изложенному принципу рае5оты квантрона 7) квантроны 7 возбуждатьс -друг от друга не могут. Однако засвеченные квантроны сохран ют свое состо ние и фиксируют аналоговую величину в единично-позиционном коде.

Если дл  преобразовани  напр жени  в код используетс  двоична  система счислени , то количество квантронов 7 в каждом блоке 1, 2 будет 2, а количество блоков 1, 2 будет зависеть от количества двоичных разр дов . Если используетс  дес тична  система счислени , то количество

квантронов 7 в каждом блоке 1,2 будут 10, а количество блоков 1, 2 будет зависеть от количества дес тичных разр дов.

Так как информаци  представл етс  в единично-позиционном коде, то в каждом блоке преобразовани  времен- . ного интервала в код в возбужденном состо нии может находитьс  только

один квантрон 7. Нарушение этого услови  означает, что в преобразователе произошла ошибка.

Существует два типа ошибок, обнаруживаелых в предлагаемом устрой60 стве.

Более одного квантрона 7 наход тс  в состо нии возбуждени , т.е. сигналы , представл ющие цифры.

Ни один квантрон 7 не находитс  в состо нии возбуждени , т.е.

отсутствует сигнал, представл ющий цифру.

При возникновении ошибки первой какатегории первый пороговый оптрон 20 блока 13 сработает. Многовходовой фотоприемник 25 этого оптрона подобран так, что он чувствителен к свету только при подаче одинаковых по уровню  ркости высвечивани  оптичес ких сигналов на два или более входы. Такой уровень  ркости равен Ъ ( диаграмма на фиг. 4 ). Как и квантроны, пороговые оптроны также срабатывают за фиксированное врем  , поэтому дл  полного срабатывани  порогового оптрона 20 врем  подачи световых сигналов с Уровнем  ркости -Ь на два или более его входы должно / Т.

При возникновении ошибки второй категории, т.е. информаци  вовсе потер на , сработает третий пороговый оптрон 22. При этом напр жени  питани  через резистор 26, поступа  в базу транзистора 23, открывает его. Фотоприемник 25 порогового оптрона 22 подобран так, что он чувствителен к свету при подаче оптического сигнала даже на один из его входов, т.е. пороговый элемент 22 работает как элемент ИЛИ-НЕ.

При сра.батывании одного из пороговых оптронов 20,22 оптический сигнал с одного из их выходов через второй поро.говый оптрон 21 (элемент ИЛИ), через элемент ИЛИ 6 поступа  на выход контрол  преобразовател  напр жени  в код, сообщает о том, что в нем произошла ошибка.

Благодар  использованию пороговых элементов и введению принципа позиционного представлени , обладаюпего естественной контрольной способностью и представл ющего любую цифру в том числе и нуль одним возбужденным квантроном, в предлагаемом устройстве ошибки из-за помех, сбоев , неисправностей обнаруживгиотс . При этом нет необходимости введени  избыточной контрольной информации. Предлагаемое устройство обладает

V оптимальной энергетической характеристикой за счет уменьшени  до минимума мощности.

Claims (3)

1. Преобразователь напр жени  в :код, содержащий блок задержки, формирователь импульса сброса и блоки преобразовани  временного интервала в код, каждыйиз которых выполнен на фотоэлементе, формирователе импульсов, двух разв зываю щих диодах и квантронах,ха также преобразователь напр жени  во време ной 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 соединен с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предыдущего 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 преобразовани  временного интервала в код, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, помехозащищенности и уменьшени  потребл емой мощности , в него введен оптоэлектроннь1й элемент ИЛИ, а в каждый блок преобразовани  временного интервала в код введены элемент НЕ и блок контрол , причем вход каждого блока преобразовани  временного интервала в код соединен с входами установки всех квантронов и фотоэлемента, выход элемента НЕ-соединен с входом сброса первого квантрона, а его вход - с входами сброса остальных квантронов, оптический выход каждого квантрона оптически соединен соответственно с вторым оптическим входом каждого предыдущего квантрона и с соответствующим входом блока контрол , оптические выходы первого и последнего квантронов оптически соединены соответственно с вторым и первым их оптическим входами, при этом выход каждого блока контрол  оптически соединен с соответствующим входом оптоэлектронного элемента ИЛИ.

2.Преобразователь по п. 1, о т л и ч ающий с , тем, что квантрон выполнен на светодиоде, диоде, трех фотоприемниках и транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через светодиод соединен с шиной питани  и первым выводом первого фотоприемника, второй вывод которого соединен с базой транзистора, котора  через второй фотоприемник соединена с о.бщей шиной , через третий фотоприемник - с входом установки квантрона, а через диод - с входом сброса квантрона, причем оптические входы первого, второго и третьего фотоприемников соединены соответственно с первым оптическим выходом светодиода и оптическим выходом квантрона, первым и вторым оптическими входами квантрона.

3.Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что блок контрол  выполнен на трех пороговых

onxpoHcix, каждый из которых выполнен на светодиоде, транзисторе и фотоприемнике, кроме этого, третий пороговый оптрон содержит резистор причем первый вывод фотоприемника каждого порогового оптрона подключен к базе его транзистора, а анод светодиода - к коллектору транзистора , вторые выводы фотоприемников катоды светодиодов первого и второго пороговых оптронов, а также катоды светодиода и второй вывод резистора третьего порогового оптрона подключены к источнику питани , первый вывод резистора соединен с базой транзистора третьего порогового опТрона эмиттеры транзисторов

второй вывод фотопрлемника третьего порогового оптрона подключен к общей точке,оптические входы фотоприемников первого и третьего пороговых оптронов соответственно оптически объединены а оптические выходы светодиодов первого и третьего пороговых оптронов оптически соединены с первым и вторым входами фотоприемника второго i порогового оптрона.

0

,Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 548836, кл. G 04 F 10/04, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 851770, кл. Н 03 К 13/20, 1979

5 ( прототип).

Фаг.Э