Время-импульсный преобразователь биполярных сигналов — SU 746923 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик а 746923 ЖА М(23) Приоритет по делам иэооретеиий и открытий(7) Заявитель Севастопольский приборостроительный институт(54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ БИПОЛЯРНЬИ СИГНАЛОВ О 15 Изобретение относится к импульсной техюпсе и может быть использовано прн построении аналого-цифровых преобразователей,Известен времяимпульсный преобразователь биполярных сигналов с импульсной обратной связью, содержащий интегратор, сравнивающее устройство, переключатель биполярного напря. жения, формирователи импульсов, триггер знака, блок управления и вспомогательныетриггеры (11.Уравновешивание средних значений сигнала обратной связи с преобразуемыми заканчивается при достижении равенства напряжения интегратора с напряжением, задающим возможный диапазон изменения среднего значения преобразуемого напряжения. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, объясняемое необходимостью изменения постоянной составляющей на, пряжения на выходе интегратора.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является времяимпульсный преобразователь, содержащий последовательно включенные переключатель биполярного напря.жения, интегратор, блок сравнения, а такжегенератор прямоугольных биполярных импуль.сов, схему вычисления разности временныхинтервалов 121.Цикличность преобразования задается гене.ратором прямоугольных биполярных импульсов,которые поступают на вход интегратора, гдесуммируются с входным напряжением и напря-жением переключателя, Условием завершенияуравновешивания является достижение равен.ства заряда интегратора в начале и в концецикла преобразования,Недостатком известного преобразователяявляется низкая точность преобразования изза несимметрии биполярного тактирующегонапряжения, необходимости вычисления времен.ного интервала, отсутствие постоянной привязкиконца цикла преобразования к тактирующимимпульсам.Указанные недостатки затрудняют использование времяимпульсното преобразователя припостроении быстродействующих аналого-цифро.вых преобразователей и вносят дополнительныепогреШнбсти, связанные с тем, что необходимонекоторое время на считывание полученных 1 результатов и установку пересчетных схем в нулевое состояние. Поскольку вычисление временного интервала длится весь период, потеря5 времени на перечисленные операции входит в погрешность преобразования.Целью изобретения является повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что н 10 преобразователь, содержащий генератор импульсов, триггер знака, последовательно соединененные переключающий блок и интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, к другому входу которого подклю. 15 чена шина опорного напряжения, введены счет. ный и управляющий триггеры, формирователь временного интервала и два управляемых комму. татора, к первым входам которых подключен выход блока сравнения, выходы первого управ. 20 ляемого коммутатора соединены со входами триггера знака, прямой выход которого подклю. чен к первому входу формирователя временно. го интервала и второму входу второго управляемого коммутатора, выходы которого через 25 управляющий триггер подключены ко входу переключающего блока и второму входу формирователя временного интервала, третий вход которого соединен со вторым входом первого управляемого коммутатора, третьим З 0 входом второго управляемого коммутатора и выходом счетного триггера, вход которого подключен к выходу генератора импульсов,На фиг, 1 представлена функцйонзльная35 схема времяимпульсного преобразователя би полярных сигналов; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Времяимпульсный преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетный триггер 2, управляемые коммутаторы 3 и 4, триггер 5 зна 40ка, управляющий триггер б, переключающийблок 7, интегратор 8, блок 9 сравнения и формирователь 10 временного интервала.Преобразователь работает следующим образом, При подаче на вход времяимпульсного45преобразователя положительного напряженияОх(т) и действии на входе блока сравнения положительного напряжения Оо выходноенапряжение интегратора достигает уровня опорного напряжения О,и в первом полупериоде,50который характеризуется единичным состоянием счетного триггера, В момент равенстванапряжения на входе блока 9 сравнения наего выходе появится единица, которая установит управляющий триггер б в нулевое состояние55и следовательно изменит полярность напряжения , иа входе интегратора 8 и направление изменейиявыходного сигнала интегратора, чем обеспечивеется возвращение блока сравнения в исходное,3 746923 4для положительной полярности, состояние, На.пряжение интегратора будет увеличиваться доприхода тактового импульса, означающего завершение цикла преобразования и начало нового. Тактовый импульс установит триггер 2 вединичное состояние, и по переднему фронтуэтого сигнала второй управляемый коммутатор4 сформирует на счетном входе триггера б им,пульс, который изменит его состояние на противоположное, обеспечив равенство полярностейсигнала обратной связи и входного в началецикла преобразования. Выходной сигнал первогокоммутатора 3 в начале каждого цикла преобразования, в зависимости от состояния блока9 сравнения, по переднему фронту единичногоимпульса триггера 2 подтверждает или изменяетв соответствии с полярностью входного сигналасостояние триггера 5 знака. Если полярностьвходного напряжения изменится, это приведет ктому, что сравнение произойдет во втором полупериоде, и коммутатор 4 не сформирует сигналустановки триггеров в нулевое состояние, и напряжение интегратора перейдет в отрицательную,по отношению к 0 р область, и следукяцийцикл преобразования начнется при действа навходе интегратора отрицательных напряжений-0(т) и - О, Триггер 5 знака тоже изменитсвое состояние в начале цикла преобразования,Дальнейшая работа преобразователя аналогичнаописанной для Ох(т) положительной полярностиВыделение временного интервала (Ь 1) осуществляется в формирователе 10 временного интервала.Временной интервал, пропорциональный среднемузначению напряжения выделяется элементом Ииз единичного импульса триггера 2 и сигналаблока сравнения,Процесс преобразования в установившемсярежиме описывается следующими уравнениями:дя положительных Ох(т)г к 1 Ох (т)+12 Ю дт 1 1 к 1 Ох (ф) .юзОо 1 дт 0)для,отр 1 щательных О (1)Х 1 К Ох(т)-Кэ Оо 1 сИ= "Х СК 10 х(т)+КаОоЯдт (21где + Оо - напряжение с выхода переключающегоблока;Кз и с постоянные коэффициенты;Т - период йреобраэования;т, - момент равенства напряжений интегратора и опорного напряжения.Из (1) и (2) получаем:. фОх = - 1. 1 аОоь .;фОх =-. бакрдт;Возможна ситуация, когда момент сравнения 11 приходится на середину периода, в этомслунае среднее значение 0(т) =О и, следовательно, безразлично произойдет изменение полярносИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СЮА Иф 3305856, кл. Н 340.447,1968.2. В 1 ляндин В, М. Цифровые измерительныепреобразователи и приборы, М., фЭнергия, 1973,с. 191. 5 746923 6 ти сигнала обратной связи или нет, так как на . и два управляемыхкоммутатора, к первым выходе формирователя временного интервала 1 входам которых подключен выход блока сравЬт импульс будет отсутствовать; пения, выходы, первого управляемого коммута.Времяимпульсный преобразователь биполяр. тора соединены со входами триггера знака, йря ных сигналов позволяет: устранить биполярное мой выход которого подключен к первому вхотактирующее напряженйе и; следовательно, ду формирователя временного интервала и вто. влияние его нестабильности на точность преоб. рому входу второго управляемого коммутатора, разования; закончить формирование временного выходы которого через управляющий триггер интервала и знака в первом полупериоде цикла подключены ко входу переключающего блока преобразования. о и второму входу формирователя временногоинтервала, третий вход которого соединенсо вторым входом первого управляемого комФормула изобретения мутатора, третьим входом второго управляемогокоммутатора и выходом счетного триггера, входВремяимпульсный преобразователь биполяр-которого кодключен к выходу генератора им. ных сигналов, содержащий генератор импульсов, пульсовтриттер знака, последовательно соединенныепереключающий блок и интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, к другому входу которого подключенашина опорного напряжения, о т л и ч а ющ и й с я. тем, что, с целью повышения точ.ности, в него введены, счетный и управляющий746923 и Редактор Н,в Ахмед Заказ 3974(52 9 одлнсно оектная. 4 Составитель Е. МосолковТехред Н. Бабурка Тир ЦНИИПИ Государственн по релам изобретений113035, Москва,"Ж, Рауго комитетаи открытийшская наб.,илиал ППП "Патент", г. Ужгор Корректор Н. Сте