Преобразователь напряжения в код

Преобразователь напряжения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯ .ЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал , блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник , формирователь импульсов, п квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код, а вход - с входом блока преобразования временного интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала.в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования врем нного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второйоптический вход каждого из которых, кроме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые оптические выходы - с оптическими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код, а выход каждого предыдущего блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, введены в блоки преобразования временного интервала в код, первый элемент ИЛИ, первый формирователь им§ пульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, фор (Л мирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход со до через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантро- . на, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредг ственно с вторыми входами, п-1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента НЕ и третьими входами первых квантронов, причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

В /И. 6И

РЕСПУБЛИК

09) .(111

Î1 А

3 20

3СЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3572589/18-21 (22) 31. 12.82 (46) 23.08.84. Бюл. В 31 (72) В.П. Кожемяко, А.Ф, Сергиенко, M.Â. Кармалита и Л.И. Тимченко (71) Винницкий политехнический институт (53) 68 1.325(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 851770, кл. Н 03 К 13/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 984039, кл,. Н 03 К 13/20, 1981 (прототип) . (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов, п квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого через формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код, а вход — с входом блока преобразования временного интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второй оптический вход каждого из которых, . кроме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые оптические выходы — с оптическими выходными шинами, кроме первого квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код, а выход каждого предыдущего блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены в блоки преобразования временного интервала в код, первый элемент ИЛИ, первый формирователь импульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вьмодом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход. которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования временного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосред; ственно с вторыми входами. и -1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента HE и третьими входами первьм квантронов, причем выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника, 1109901 оптический вход- которого соединен с первым оптическим выходом (я; 1)-го квантрона, а выход — с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьими входами второго и третьего квантронов, третьи входы последующих квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов сброса соединены с выходом первого элемента ИЛИ.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что квантроны, кроме первого, выполнены на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом .квантрона, а второй вывод — с первыми выводами фотоприемников, .с базой транзистора, катодом диода, анод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор — с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод — с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптичес1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения аналого-кодовых преобразователей.

Известен преобразователь напряжения в код, содержащий блок преобразования напряжения во временной интервал, блок задержки, светоизлучатель, управляющий элемент, формирователь импульса сброса, квант- 10 роны, развязывающий диод, диод, формирователь импульса, фотоприемник, блоки преобразования временного интервала в код (1 g.

Недостатком преобразователя яв- 15 ляется квантование времени на время, равное времени гашения квантрона, которое значительно больше времени возбуждения квантрона, что уменьшает точность преобразования. 20 ким входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и,-вух резисторах, первый вывод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод — с первыми выводами фотоприемника, второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор— с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод — с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь напряжения в код, содержащий блок задержки, формирователь импульса сброса и блок преобразования временного интервала в код, каждый из которых выполнен на фотоэлементе, формирователе импульсов, двух развязывающих диодах и квантронах, а также преобразователь напряжения во временной интервал, выход которого через блок задержки соединен с входом первого блока преобразования временного интервала в код, а через формирователь импульса сброса и первые развязывающие диоды — с входами сброса всех квантронов, кроме первых, оптический выход каждого предыдущего квантрона оптически соединен

1109

55 го к

30

50 с первым оптическим входом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона— с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход формирователя импульсов через второй развязывающий диод соединен с входом второго блока преобразования временного интервала в код, оптоэлектронный элемент ИЛИ, каждый бло преобразования временного интервала в код содержит элемент НЕ и блок контроля, причем выход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с входами установки всех квантронов и фотоэлемента, выход элемента НŠ— с входами сброса первого квантрона, aего 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 контроля, оптические выходы первого и последнего квантронов оптически соединены соответственно с вторым и первым их оптическими входами, при этом выход каждого блока контроля оптически соединен с соответствующим входом оптоэлектронного элемента (21;

Недостатком известного преобразователя является то, что время возбуждения квантрона приравв нивается времени гашения г, и временной интервал квантуется на время, равное,, что отрицательно влияет на точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точно с ти пр ео бр а зо в а ния .

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, блок задержки, основной формирователь импульсов сброса, элемент НЕ, m блоков преобразования временного интервала в код, каждый из которых содержит первый фотоприемник, формирователь импульсов, и квантронов, соединенных оптически последовательно с оптическим входом первого фотоприемника, выход которого чере формирователь импульсов соединен с выходом блока преобразования временного интервала в код, 901 4 а вход — с входам. блока преобразования временного интервала в код, вход первого блока преобразования временного интервала в код через блок задержки соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, а вход каждого блока преобразования временного интервала в код соединен с первыми входами квантронов, второй оптический вход каждого из которых, крбме первого квантрона, соединен с первым оптическим выходом каждого последующего квантрона, вторые оптические выкоды — с опт; ческими выходными шинами, кроме первого, квантрона в первом блоке преобразования временного интервала в код, а выход каждого предыдущего блока преобразования временного интервала в код соединен с входом каждого последующего блока, введены в блоки преобразования временного интервала в код первый элемент ИЛИ, первый формирователь импульсов сброса, а в первый блок также введены вторые фотоприемник, формирователь импульсов сброса и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, с входом элемента HE и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход через первый формирователь импульсов сброса, кроме первого блока преобразования вре" менного интервала в код, соединен с вторыми входами квантронов, кроме первого квантрона, третьи входы которых, кроме последнего квантрона, и второй вход первого квантрона соединены непосредственно с вторыми входами и- 1 квантронов первого блока преобразования временного интервала в код и через основной формирователь импульсов сброса с выходом элемента HE и третьими входами первых квантронов, выход блока задержки соединен с входом второго фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим выходом (— 1)-го квантрона, а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй формирователь импульсов сброса соединен с третьим входами второго и третьего квантронов, третьи входы последующих

S 11 квантронов и второй вход последнего квантрона через первый формирователь импульсов c6po< .; соединены с выходом первого элемента

ИЛИ.

При этом квантроны,,кроме первого, выполнены на светодиоде, диоде, двух фотоприемниках, транзисторе и резисторе, первый вывод которого соединен с первым входом квантрона, а второй вывод — с первыми выводами фотоприемников, базой транзистора и катодом диода, анод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор — с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод — с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, второй вывод второго фотоприемника соединен с третьим входом квантрона, второй оптический вход которого соединен с оптическим входом второго фотоприемника.

Кроме того, первый квантрон выполнен на светодиоде, диоде, фотоприемнике, транзисторе и двух ре- ° зисторах, первый вьвод первого резистора соединен с первым входом квантрона, второй вывод — с первыми вьводами фотоприемника, второго резистора, с базой транзистора и анодом диода, катод которого соединен с вторым входом квантрона, причем эмиттер транзистора соединен с общей шиной, а коллектор — с анодом светодиода, оптический выход которого соединен с первым и вторым оптическими выходами квантрона, а катод — с вторым выводом первого фотоприемника, оптический вход которого соединен с первым оптическим входом квантрона и оптическим выходом светодиода, при этом второй вывод второго резистора соединен с третьим входом квантрона.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя, на фиг. 2 и 3 - структурные схемы. квантронов.

Преобразователь содержит блоки

1 и 2 преобразования временного интервала в код, которые предназначе09901 Ь ны для сохранения единочно — позиционного кода, пропорционального преобразуемому напряжению до следующего цикла преобразования, каждый блок представляет собой один разряд кода, преобразователь 3 напряжения во временной интервал, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом элемента

НЕ 4 н с входом блока 5 задержки (время задержки 2 ьв ), выход которого являющийся входом блока l под". единен параллельно с входами квантронов 6- 11, а к входам квантро" нов 12-17 параллельно подключен выход блока 1. Квантроны 6 и 12 предназначены для подачи светового пучка соответственно на квантроны 7 и 13 и их входы возбуждения параллельно соединены с выходами элемента HE 4. Оптический выход каждого квантрона соединен с оптическим входом последующего квантрона, а оптический выход каждого последующего квантрона соединен с оптическим входом сброса каждого предыдущего квантрона, кроме первого, квантроны 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16 и 17 предназначены для

30 квантования времени и хранения кода. Выход блока 5 также параллельно подсоединен к входам фотоприемников 18 и 19; а к входу фотоприемника 20 подсоединен выход блока

1, к оптическим входам фотоприемников 18-20 — соответственно оптические выходы квантронов 10, 11 и 17, выходы фотоприемников 18-20 соответственно подсоединены к первым входам элементов ИЛИ 21-23, к вто40 рым входам которых параллельно подключен выход преобразователя 3.

Фотоприемники 18-20 предназначены для преобразования светового сигнала в электрический, формировате45 ли 24-27 импульса сброса — для сброса квантронов. Вход формирователя 24 подсоединен к выходу элемента НЕ 4, а выход — параллельно оптическим входам оптического сброса всех квантронов, кроме последних квантронов каждого блока 1 и 2, Формирователь 24 сброса предназначен для сброса всех квантронов, кроме старших возбужденных квантронов в блоках 1 и 2, по завершению

/ преобразования, формирователь 25, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ. 21, а выход параллель7 1 но подсоединен к входам сбросов квантронов 7 и 8 — для сброса квантронов 7 и 8; формирователь 26, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 22, а выход параллельно подсоединен к входам сброса квантронов 9-11 — для их сброса, фор мирователь 27 импульсов, вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ 23, а выход параллельно подсоединен к входам сбросов квантронов 13- 17 — для их сброса. Вход формирователя 28 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 19, а выход, являющийся выходом блока 1 преобразования, параллельно подсоединен к входам всех квантронов и фотоприемника 20, формирователь 28 предназначен для возбуждения младшего невозбужденного квантрона в разряде (блок 2). Вход формирователя 29 импульсов подсоединен к выходу фотоприемника 20, а выход является выходом блока 2 и может подсоедиФ няться к входу следующего блока преобразования.

Квантроны 7-11 и 13-17 (фиг. 2) и квантроны 6 и 12 (фиг. 3) состоят из резистора 30 (31), вход которого является разрешающим входом возбуждения квантрона, а выход подсоединен к базе транзистора 32(ЗЗ), эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор — к аноду светодиода 34(35), катод которого подсоединен к минусу питания и к входу фотоприемника 36(37), выход которого соединен с базой транзистора 32(33), к базе транзистора 32 также подсоединен выход фотоприемника 38 (фиг. 2), вход которого является входом оптического сброса квантронов, а оптический вход— оптическим входом оптического сброса квантронов. Для сброса квантронов 6 и 12 предназначен фотоприемник 39 (фиг. 3), вьпсод которого подсоединен к базе транзистора 33, а вход является входом сброса квантрона. Катод диода 40 (фиг. 2) подсоединен к базе транзистора 32, а анод является входом сброса квантронов, анод диода 4 1 подсоединен к базе транзистора 33 (фиг. 3), а катод является входом установки квантронов.

На вход блока 3 подается преобразуемое напряжение в пропорциональный по длительности импульс,,кото109901 8 рый через элементы ИЛИ 21-23 и формирователи 25-27 поступает на входы сброса квантронов и устанавливает их в нулевое состояние. Этот же импульс через элемент НЕ 4 и диод 41 (фиг. 3) устанавливает первые квантроны блоков 1 и 2 в единичное состояние. Такое состояние всех квантронов и будет начальным состоянием устройства.

Квантроны работают следующим образом.

При одновременной подаче: временного интервала на вход резистора

30 (фиг. 2) и оптического сигнала на вход фотоприемника 36 транзистор

32 открывается, квантрон переходит в возбужденное состояние, которое сохраняется сколь угодно долго за счет обратной оптической связи между светодиодом 34 и фотоприемником 36.

Время возбуждения квантрона поддерживается постоянным и равно,.

Время гашения равно 2 Г

При воздействии сигнала на вход сброса (диод 40) или одновременно оптического и электрического сигналов на фотоприемник 38 транзистор

32 закрывается и квантрон переходит в нулевое информационное состояние.

После установки преобразователя в начальное состояние импульс временного интервала через блок 5, время задержки которого 2, пос35

8 тупает на входы установки квантронов. За время ts срабатывает квантрон 7, за время 2 — квантрон 8 и т.д. После того как квантрон 10

40 перешел в состояние засвечивания

У фотоприемник 18 пропускает достаточный по величине сигнал через свой выход на вход элемента ИЛИ 21, импульс которого поступает на вход

45 формирователя 25, импульсы (длительность 2 С ) которого, поступая на входы сброса квантронов 7 и 8, устанавливают их в нулевое состояние, что позволяет дальнейшие преобразования вести без погрешности..

В процессе преобразования после того, как последний квантрон 11 перешел в состояние засвечивания, фотоприемник 19 пропускает достаточный по величине сигнал через свой выход на вхбды формирователя. 28 импульсов и элемент ИЛИ 22. С выхода элемента ИЛИ сигнал поступает на вход формирователя 26, вьпсодной

9 11099 сигнал которого поступает на входы сброса квантронов 9-11, устанавливая их в нулевое состояние, подготавливая их для дальнейшего преобразования. А с выхода формирова5 теля 28 сигнал поступает на входы установки всех квантронов блока 2, а также на вход фотоприемника этого же блока, где процесс преобразования происходит следующим образом. 10

При поступлении сигнала с формирователя 28 каждый раз возбуждается один квантрон, а сброс происходит одновременно всех квантронов, кроме квантрона 12. В последующих бло- 15 ках преобразования процесс происходит аналогично блоку 2.

По окончании временного импульса, поступающего из блока 3, возбуждение квантронов прекращается и пос- гп редством элемента НЕ 4 формирователь 24 вырабатывает импульс длительностью 2 Гв, который поступает на : входы сброса фотоприемника 38 (или фотоприемника 39 для первых квант- 25 ронов блоков преобразования) квантронов и при одновременной подаче оптического сигнала с последующего квантрона все квантроны, кроме старшего возбужденного квантрона, обнуляются. Таким образом, в единичном состоянии остается лишь один квантрои,.блока преобразования и информации представляется в единичнопоэиционном коде.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность преобразования напряжения в код за счет использования свойств квантронов. В из-. вестном устройстве каждый последую- 4О щий возбужденный квантрон сбрасыва01

10 ет предыдущий. Если время гашения

„1 первого квантрона Г, второго третьего, а время возбуждения первого квантрона в, второго Т третьего, то первый квантрон погасится через время + 7 после его возбуждения, второй — через время Гв + т3, третий — ь4 +

+ i Теперь рассмотрим моменты воз"3 . г буждения и гашения относительно начального момента времени. Через время t = возбуждается первый

1 «1 квантрон, через tг = ." + — второй, t3 = i + i + Y3 — третий и

t< = 7> + Тг + i3 + -4 — четверЬ в в в 1 в 1 г тый. Через время t " = "+ сг + ь" гаГ 8 6 сится первый квантрон, через г.

У Г+ Ггв + à à — второй квантрон, t3 = + +Г +74+

+ i3 . Разность во времени гашения в второго и первого квантрона составляет и — й" =1" +7, + +7 — (the + + ) — 1 + г

В С В Г r

При разбросе времени гашения может оказаться, что Z" > + г и тогда второй квантрон гасится раньше, чем погасился бы первый (ведь его гасит вторбй возбужденный квантрон) относительно начального момента времени. А значит, в процессе преобразования может происходить

"эалипание" крантронов, т.е. состояние 001 может представляться как

101, что неверно. Поэтому известное устройство позволяет вести преобразование только по времени гашения. В предлагаемом преобразователе эти недостатки отсутствуют, что позволяет вести процесс преобразования временем возбуждения, чем повьппается точность преобразования.

1109901

1109901

Составитель А. Титов

Редактор О, Юрковецкая Техред О.Неце Корректор В. Гирняк

Заказ 6101/42 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4