Преобразователь разности длительностей временных интервалов в амплитуду напряжения
Патент 558397
Авторы
Преобразователь разности длительностей временных интервалов в амплитуду напряжения
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАН И Е
ИЗОЬГЕт ЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
11Ц 558397
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.03.73 (21) 1889374/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 27.06.77 (51) М, Кл. Н ОЗК 13/20
Н ОЗК 9/08
ГОсударстааана111 хаиктсI
Совета Миастраа СССР па ле.ааи изсбретан.,1 (53) УДК 681.325(088.8) и ат1;рыти11 (72) Автор пзобретеш1я
А. А. Гаврилкин (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗНОСТИ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ
ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В АМПЛИТУДУ НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники.
Известен преобразователь длительности временных интервалов (1), реализованный по одноканальному принципу, содержащии два гараллельно включенных (в одном канале) генератора тока, один из которых регулируемый. Недостатком этого преобразователя является временная и температурная нестабильностьь.
Известен преобразователь разности длительности временных интервалов в амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соединенный с блоком управления, компаратор и ключевые схемы, подключенные к блоку управления, два разнополярных генератора тока и накопительный конденсатор (2).
Данный преобразователь обладает аддитивной и мультипликативной погрешностью, т. е. погрешностью нуля и чувствительности преобразования, обусловленной неидентичностью параметров двух контуров разнополярных генераторов тока и их температурным и временным дрейфом.
Цель изобретения — повышение точности и стабильности работы по преобразованию разности длительности временных интервалов в амплитуду напряжения.
Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь разности длительностей временных интсрвалов B амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соеди5 ненныЙ с блоком у iipBBëeíIIß, коъ1паратор и
I;;i:oueII ie e.ieIIb1, подкл10ченныс х блоку равлення, два разнополярных генератора тока н накопительный кОнденсатор, ВВОдятся запомина10щее у стройстВО, дополнительная
10 ключевая схема, два буферных каскада, резистор и синхронный детектор, при этом выход каждого разнополярного генератора тока подключен через соответствующие ключевые схемы к резистору и накопительному
15 конденсатору, резнстор соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, а выход — к запоминающему устройству, соединенному через первый буферный каскад с одним из разно20 полярных генераторов тока, накопительный конденсатор подключен через второй буферный каскад к синхронному детектору и непосредственно к дополнительной ключевой схеме.
25 На фиг. 1 приведена структурная схема описываемого преобразователя, на которой показано два разнополярных генератора тока 1 и 2, один из которых, например 1, выполнен управляемым; накопительный (интег30 риру1ощий) конденсатор 3; управляемые
558397
65 электронные ключевые схемы 4, 5, 6, 7 и 8, подключенные к логическому блоку 9 управления режимами измерения; входной формирователь 10; резистор сравнения 11; ключевой компаратор напряжения (нуль-орган)
12; считывающее запоминающее устройство
13; буферный каскад (усилитель) 14; второй буферный каскад (повторитель напряжения)
15; синхронный детектор напряжения (считывающее устройство) 16.
Работа преобразователя заключается в следующем. Входные сигналы в виде периодической последовательности модулированных по длительности двойных импульсов после формирования из них прямоугольных импульсов 17 (фиг. 2) нормированной (постоянной) амплитуды формирователем 10 поступают на вход логического блока 9, управляющего режимом работы преобразователя.
Блок 9 включает ключевую схему 6 на время действия первого входного импульса длительностью 1 и подключает тем самым генератор тока 1 к накопительному конденсатору
3; включает ключевую схему 7 на время действия второго импульса длительности 4 и подключает генератор тока 2 противоположной полярности к накопительному конденсатору; синхронно включает ключевые схемы 4 и 5 и подключает одновременно два генератора тока 1 и 2 к резистору 11 в промежутке между импульсами t и 4.
Блок управления 9 вырабатывает также импульсы 18 считывания напряжения с накопительного конденсатора и импульсы 19 ее разряда с помощью ключевой схемы 8.
Величина и полярность остаточного напряжения U, на накопительном конденсаторе, как это показано на эпюре 20, при последовательном подключении его к разнополярным генераторам тока 1 и 2 определяются величиной и знаком разности длительности
4 и 4 входных сигналов 17.
При равенстве преобразуемых временных интервалов (4=4) остаточное напряжение на накопительном конденсаторе равно нулю (U,=0) лишь при условии равенства и стабильности токов (I<=1 ) двух разнополярных генераторов тока 1 и 2.
Соблюдение указанного условия в широком температурном диапазоне и при изменении питающих напряжений является необходимым условием устранения аддитивной и мультипликативной погрешностей преобразования. Для этого преобразователь содержит контур автоматического следящего выравнивания и стабилизации токов двух разнополярных генераторов тока, включающего резистор сравнения 11, компаратор (нуль-орган) 12; считывающее запоминающее устройство 13, буферный каскад 14, подключенный к управляющему входу генератора тока 1.
Напряжение рассогласования на резисторе
11 >U=R> (1 — 1 ) при I +I анализируется в каждом цикле преобразования с помощью ключевого компаратора (нуль-органа) 12, синхронно включаемого ключевыми схемами
4 и 5, блоком 9 в промежутки между преобразуемыми временными интервалами 1 и 4, а его величина запоминается устройством 13 и после усиления и необходимого преобразования по уровню буферным каскадом 14 поступает на управляющий вход генератора тока 1, который изменяет величину своего тока под действием управляющего напряжения до величины, равной току противоположной полярности от генератора 2, чем выполняется условие f I >) = f Iz) Чувствительность устройства автоматического выравнивания токов равнополярных генераторов тока определяется величиной резистора 11 и чувствительностью компаратора (нуль-органа) напряжения 12.
Напряжение с накопительного конденсатора 3, пропорциональное разности преобразуемых временных интервалов, через буферный каскад 15 (повторитель напряжения) поступает на вход считывающего устройства, выполненного, например, в виде интегратора или синхронного детектора 16.
Формула изобретения
Преобразователь разности длительностей временных интервалов в амплитуду напряжения, содержащий входной формирователь, соединенный с блоком управления, компаратор и ключевые схемы, подключенные к блоку управления, два разнополярных генератора тока и накопительный конденсатор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и стабильности работы, он содержит запоминающее устройство, дополнительную ключевую схему, два буферных каскада, резистор и синхронный детектор, при этом выход каждого разнополярного генератора тока подключен через соответствующие ключевые схемы к резистору и накопительному конденсатору, резистор соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, а выход — к запоминающему устройству, соединенному через первый буферный каскад с одним из разнополярных генераторов тока, накопительный конденсатор подключен через второй буферный каскад к синхронному детектору и непосредственно к дополнительной ключевой схеме.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 289510, М. Кл. Н ОЗК 13/02, 21.06.1969.
2. А. А. Гаврилкин, «Фотоэлектрический способ совмещения рисунков фотошаблона и полупроводниковой пластины», сб. «Электронная техника», сер. XV, вып. 3/24), 1970. стр. 88 — 100 (прототип) .
558397
Фиг. 7
Фиг. 2
Сос:авитсдв Д. Голубов.;ч
Текрсд й1. Семенов
Ред",êòîð И. Шейнин
Коррсктор А. Степанова
Типографии, пр. Саптиова, 2
Заказ 1155/11 Ивд. X 137 Тира;и 1077 Подииско
Ц1-11!!1П11 Го ударствепио."о комитета Совста Министров СССР по дслам II300pLTcifI .II и открыти3
113333, Москва, Ж-35. Раушскан иао.. д. 1;5