Функциональный преобразователь временных интервалов

Функциональный преобразователь временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ , содержащий времяамплитудный преобразователь , резистор, запоминающий конденсатор, ключ, компаратор, источник опорного напряжения и два триггера, первые входы которых соединены с входной шиной, причем выход времяамплитудного преобразователя через резистор соединен с входом инвертирующего усилителя постоянного тока, с первой обкладкой запоминающего конденсатора и с первым контактом ключа, выход инвертирующего усилителя постоянного тока - с второй обкладкой запоминающего конденсатора, с вторым контактом ключа и с первым входом компаратора, второй вхоД которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с вторым входом второго триггера, выход которого подключен к выходной щине устройства и к управляющему входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен одновибратор , причем вход одновибратора соединен с выходной щиной устройства, а выход - с вторым входом первого триггера и с первым входом времяамплитудного преобразователя , выход первого триггера соединен с вторым входом времяамплитудного пре (Л образователя, а источник опорного напряжения - с третьим входом времяамплитудного преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

- з сю G 04 F 10 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCWOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙИ5ЛИОТУ;1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3536696/18-21 (22) 10.01.83 (46) 23.08.84. Бюл. № 31 (72) В. П. Сторчай (53) 621.396.96 (088.8) (56) 1. Жилинскас P. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительной

-технике. М., «Советское радио», 1975, с. 62, 2. Авторское свидетельство СССР № 802912, кл. G 04 F 10/00, 1981. (54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий времяамплитудный преобразователь, резистор, запоминающий конденсатор, ключ, компаратор, источник опорного напряжения и два триггера, первые входы которых соединены с входной шиной, причем выход времяамплитудного преобразователя через резистор соединен с входом инвертирующего усилителя постоянного тока, с первой обкладкой запоми„„Я0„„1109710 А нающего конденсатора и с первым контактом ключа, выход инвертирующего усилителя постоянного тока — с второй обкладкой запоминающего конденсатора, с вторым контактом ключа и с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с вторым входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине устройства и к управляющему входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен одновибратор, причем вход одновибратора соединен с выходной шиной устройства, а выход— с вторым входом первого триггера и с первымм входом врем я ам пл итудно го п реобр азователя, выход первого триггера соединен ro

И с вторым входом времяамплитудного преобразователя, а источник опорного напряжения — с третьим входом времяамплитудного преобразователя.

1109710

Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования, так как во время преобразования поочередно подключаются два времяамплитудных преобразователя, одинаковые коэффициенты которых трудно обеспечить, а также наличие

«мертвого» времени, необходимого для перевода преобразователей из режима запоминания в режим преобразования.

Цель изобретения — повышение точности преобразования временных интерва50

1:1зобреп-ние относится к измерительной с хнике. в частности к импульсным устройствам измерительной техники, предназначено для функционального преобразования мгновенных значений интервалов между

5 импульсами в импульсы длительностями обратно пропорциональными этим значениям и может быть использовано- в аппаратуре для автоматической обработки результатов измерений электрических и физических величин. 1О

Известно устройство, работа которого основана на использовании нелинейных характеристик полупроводниковых элементов и осуществляющее преобразование входных величин в величины обратно пропорциональные им (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь временных интервалов, содержащий два 20 триггера, два времяамплитудных преобразователя, два ключа, резистор, запоминающий конденсатор, инвертирующий усилитель постоянного тока, компаратор и источник постоянного напряжения, причем первый выход первого триггера соединен с

25 входом первого времяамплитудного пре образователя, второй выход первого триггера соединен с входом второго времяамплитудного преобразователя и с управляющим входом первого ключа, к контактам которого подключены выходы времяамплитудных преобразователей. Средний контакт первого ключа через резистор соединен с входом инвертирующего усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен запоминающий кон- З5 денсатор и первый контакт второго ключа, второй контакт которого соединен с выходом инвертирующего усилителя постоянного тока и с первым входом компаратора.

Второй вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения, выход компаратора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого соединен с первым входом первого триггера и является входом устройства. Выход второго триггера соединен с управляющим входом 45 второго ключа и является выходом устройства (2). лов в импульсы длительностями обратно пропорциональными длительностям входных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее времяамплитудный преобразователь, резистор, запоминающий конденсатор, ключ, компаратор, источник опорного напряжения и два триггера, первые входы которых соединены с входной шиной, выход времяамплитудного преобразователя через .резистор соединен с входом инвертирующего усилителя постоянного тока, с первой обкладкой запоминающего конденсатора и с первым контактом ключа, выход инвертирующего усил ителя постоянного тока с второй обкладкой запоминающего конденсатора, с вторым контактом ключа и с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с вторым входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине устройства и к управляющему входу ключа, введен одновибратор, причем вход одновибратора соединен с выходной шиной устройства, а выход — с вторым входом первого триггера и с первым входом времяамплитудного преобразователя, выход первого триггера соединен с вторым входом времяамплитудного преобразователя, а источник опорного напряжения с третьим входом времяамплитудного преобразователя.

Введение одновибратора со схемой подключения элементов позволяет повысить точность преобразования, так как при этом исключаются поочередно работающие времяамплитудные преобразователи, которые вносят дополнительную погрешность из-за неидентичности коэффициентов преобразования и необходимости дополнительного времени, необходимого для перевода преобразователей из режима запоминания в режим преобразования.

На фиг. представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Преобразователь состоит из источника

1 опорного напряжения, времяамплитудного преобразователя 2, триггеров 3 и 4, резистора 5, одновибратора 6, запоминающего конденсатора 7, инвертирующего усилителя 8 постоянного тока, ключа 9 и компаратора 10, входной 11 и выходной 12 шин устройства.

Времяамплитудный преобразователь 2 содержит преобразователь 13 напряжения тока, конденсатор 14, ключ 15, запоминающий конденсатор 16, инвертирующий усилитель 17 постоянного тока и управляемый ключ 18. Опорное напряжение подается на третий вход 19, сигнал перезаписи на второй вход 20, сигнал обнуления на первый

ll вход 21. Времяамплитудный преобразователь имеет выход 22.

Источник 1 опорного напряжения соединен с третьим входом 19 времяамплитудного преобразователя 2 и с первым входом компаратора 10, входная шина 11 устройства соединена с первым входом триггера 3 и с первым входом триггера 4. Выход триггера

3 соединен с вторым входом 20, второй вход триггера 4 соединен с выходом компаратора 10, выход триггера 4 соединен с выходной шиной 12 устройства, с управляющим входом ключа 9 и с входом одновибратора 6, выход которого соединен с первым входом 21 времяамплитудного преобразователя 2 и с вторым входом триггера 3 . Выход 22 времяамплитудного преобразователя 2 соединен с первым контактом резистора 5, второй контакт которого соединен с входом инвертирующего усилителя 8 постоянного тока, с первым контактом ключа 9 и с первой обкладкой конденсатора 7, вторая обкладка которого соединена с выходом инвертирующего усилителя 8 постоянного тока, с вторым контактом ключа 9 и с вторым входом компаратора 10.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы в соответствующих точках функциональной схемы; а — на входе устройства, б — на конденсаторе 14, в — в точке (выходе) 22, г — на выходе инвертирующего усилителя 8, д — на выходе устройства, е — в точке (входе) 21.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на шину ll устройств последовательности импульсов на выходе времяамплитудного преобразователя 2 образуется последовательность импульсов, амплитуды которых равны:

К Е, Q

C„Cst где Ео — напряжение источника 1 опорного напряжения;

I . — длительность i периода входных импульсов (фиг. 2);

К вЂ” коэффициент преобразования преобразователя 13 напряжение ток;

С вЂ” емкость запоминающего конденсатора 16;

Q 1- величина заряда на конденсаторе 16.

Следует отметить та кже, что преобразователь 2 не имеет «мертвого» времени, так как при переходе его в режим памяти, что происходит по переднему фронту входного импульса, при этом срабатывает триг5 гер 3 и разматывается ключ 15, конденсатор 14 начинает заряжаться и получает заряд равный П=1 «Ео где - время работы преобразователя и и режиме памяти.

При переходе преобразователя 2 в режим преобразования замыкается ключ 15, заряд переписывается на запомиигпощнй

-k Yl конденсатор 16 и последний начинает заряжаться током равным к Е«на.протяжении вРемени Г1- Гп, т.е. до постУплениЯ»а вход устройства следующего входного импульса.

Таким образом, суммарный заряд Q на конденсаторе 16 в момент поступления на вход устройства i+1 импульса равен

©=КЕо(а+ ГЛп) =%к,Е,.

По переднему фронту входного импульса также срабатывает триггер 4 и размыкается кл юч 9, на выходе усилителя 8 начинает возрастать напряжение, компаратор 10 срабатывает через время, равное выходному импульсу, которое можно записать

30. g Q.Ca Eo и Са Е.С Я-СС,1 1 где C — величина емкости конденсатора 7;

1 - величина сопротивления резистора 5;

К вЂ” коэффициент преобразования.

После срабатывания компаратора 10 срабатывает триггер 4, с помощью ключа 9 обнуляет конденсатор 7 и запускает одновибратор 6, который ключем 18 обнуляет конденсатор 16 и задним фронтом возвра40 щает триггер 3 в исходное состояние.

Следовательно, на выходе устройства образуется последовательность импульсов длительности, обратно пропорциональными периодам следования входных импульсов.

45 Устройство не требует равенства коэффициентов преобразования отдельных узлов и не имеет «мертвого» времени, что позволяет повысить точность преобразования. ооло

Фиг.7

1109710

Редактор Е. Папи

Заказ 5646/32

Составитель В. Пешков

Техред И. Верес Корректор Г. Решетиик

Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4