Преобразователь напряжения в код

Преобразователь напряжения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 85177() -Ф (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено! 5.10.79 (2l) 28314!2/18-21 с присоединеннем заявки 1(Й (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.81 Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 3 I. 07 . 81 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20

Гасударственный камитет

СССР по делам изобретений н отнрытнй (53) УД К681, 325 (088.8) (72) Авторы (S4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к вычисли= тельной технике и может быть исполь зовано для построения аналого-кодо- г вых преобразователей.

Известен .преобразователь напряжения в код, содержащий устройство сравнения, преобразователь кода в напряжение, источник преобразуемого напряжения, источник опорного напряжения, блок управления, генератор импульго сов, счетчик, который имеет систему автоподстройки, предназначенную для увеличения точности преобразования напряжения в код (11

Недостатком устройства является использование в нем цепи обратной связи, которая преобразует код в напряжение, что уменьшает быстродействие и приводит к появлению переходного процесса.

26

Известен также преобразователь напряжения в код, в котором блок управления соединен с преобразователем напряжения во временной интервал и с регистратором кода, соединенные также между собой, триггеры соединента с выходами элементов И, которые соединены с выходами переключателей задания пдфровых установок (2).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, введены блоки преобразования временного интервала в код, содержащие светоизлучатели, фотоэлементы, управляющие фотоэлементы, формирователи импульсов, диоды, квантроны, развязывающие диоды, блок задержки и формирователь импульса сброса, причем выход преобразователя напряжения во временной интервал через блок задержгси соединен со входом светоизлучателя, первого блошка преобразования временного

40

3 8517 интервала в код, а через формирователь импульсов и развяэывающие диоды соединен со входами сброса всех квантронов, первый оптический выход светоизлучателя каждого блока преобразования временного интервала в код оптически соединен с оптическим входом первого квантрона, а второй оптический выход светоиэлучателя соединен с оптическим входом управляюще- 10

ro фотоэлемента, оптический выход каждого предыдущего квантрона оптически .соединен с оптическим выходом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона оптически 15 соединен с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход формирователя импульсов через первый диод соединен со входами сбро-, 20 са квантронов, а через второй диод соединен со входом светоизлучателя последующего блока преобразования временного интервала в код и модулирующий выход управляющего фотоэле- 25 мента каждого блока преобразования .временного интервала в код соединен со всеми модулирующими входами квантронов и фотоэлемента данного блока преобразования временного интервала ЗО в код.

При этом квантроны выполнены на светодиоде, фотодиоде и транзисторе, причем база транзистора соединена с катодами диода и фотодиода, кол- . 35 лектор - с анодом светодиода, эмиттер — с общей шиной, а оптический выход светодиода оптически соединен со входом фотодиода.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема квантрона; на фиг 2 — структурная электрическая схема преобразователя напряжения в код.

Квантрон содержит фотодиод 1, диод 2, транзистор 3 и светодиод 4.

Преобразователь напряжения в код содержит бпок 5 преобразования напряжения во временной интервал, блок

6 задержки, светоизлучатель 7, управляющий фотоэлемент 8, формирователь 9 импульса сброса, квантроны

10, развязываюший диод 11, диоды

12 и 13, формирователь 14 импульса, блоки 15 преобразования временного интервала в код и фотоэлемент 16.

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 5 подается преоб,разуемое напряжение, а на его выходе формируется импульс, длительность которого пропорциональна величине входного напряжения. Этот импульс через блок 6 подается на вход светоизлучателя 7 первого разрядного блока 15 и через формирователь 9 и развязывающие диоды 1! — на сбрасывающие входы квантронов. Светоизлучатель излучает световой поток, время действия которого пропорционально длительности импульса, по своим оптическим выходам.

Частью светового потока светоизлучатель 7 облучает управляющий фотоэлемент 8. Одновременно другая его часть образует световой поток возбуждения фВ, который через второй выход светоизлучателя поступает на вход первого квантрона для его засвечивания. Квантрон является элементом для фиксации временного интервала со строго определенным шагом С, Время С зависит от природы элементов квантрона, а также от их геометрических размеров.Для записи И единиц любого разряда в преобразователе напряжения в код необходимо последовательно подсоединять друг к другу И квантронов. Точность преобразователя зависит от разброса времени срабатывания(переброса)каждого квантрона. Кроме этого, квантрону должны быть свойственны и другие функции, такие как переброс в возбужденное состояние от светового потока возбуждения ф1, который подается на квантрон через его оптический вход, и возможность установить первоначальное состояние от импульса сброса, подаваемого на сбрасывающий вход.

При отсутствии светового потока на оптическом входе управляющий фотоэлемент 8 на модулирующем выходе имеет напряжение фиксации Qy, а при „ его наличий — напряжение эасвечивания 0 .

Квантрон 10 возбуждается световым потоком через оптический вход только тогда, когда подается напряжение засвечивания О через модулирующий, При уменьшении этого напряжения до некоторой величины Оф (напряжение фиксации ) квантрон остается в состоя-. нии ° возбуждения. Однако, если он находится в невозбужденном состоянии, 5 851770 6 то при одновременной подаче на него в светящемся состоянии. ьветовой посветового потока возбуждения ф че- ток светодиода 4 квантрона }О делится рез оптический вход и напряжения фикса- на три части (фиг.}).Ðañ÷ëåíåíèå eI о ции Uy через модулирующий вход квант- возможно при непосредственной фиэичес-.

Рон в возбужденное состояние не кой реализации светодиода или же пеРехоДит. Таким обРазом KBdHTPoH Уп- с помощью волоконной оптики. I}a моравляется напряжением модуляции и в дулирующие входы квантронов всех раэвозбужденном состоянии излучает свето- рядов и на модулирующий вход фотовой поток того же спектРа и интенсив- элемента 16 подается постоянное наности> что и световой поток воэбуж- }О пряжение засвечивания (фиг. 2). Это дения фр в двух направлениях через позволяет записывать единицу с учетом оптические выходы. того, что время срабатывания управПри одновременной подаче на ква т- ляющего фотоэлемента 8 должно быть рон 10 светового потока возбуждения равно Й После срабатывания первого

ФВ через оптический вход и на- д квантрона и управляющего фотоэлеменпряжения засвечивания Uy через мо- та создаются условия для засвечивания дулирующий вход фотодиод I квантро- второго .квантрона так как при нали> на пРопУскает достаточный по величи- чии ф@ на оптическом входе и 1} на

3 не ток через свой выход на базу тран- модулирующем квантрон за время г: долэистора 3, который открывается. В 21} жен засвечиваться. Если для преобрарезультате светодиод 4 излучает све- эования напряжения в код используеттовой поток в трех направлениях(ког- ся двоичная система исчисления, то

Да же тРанзистоР эакРыт, светоДиоД количество квантронов в каждом разне излУчает). Засвечивание светового рядном блоке }5 равно единице а коли> трех направлениях проходит в 25 чество этих блоков зависит от коли.течение стРого фиксиРованного вРеме- чества двоичных разрядов. Если же ни С . Когда светодиод 4 излучает для преобразования напряжения испольсветовой поток в этих направлениях зуется десятичная система, то количерез оптические выходы, квантрон 10 чество квантронов в разрядном блоке находится в состоянии возбуждения. ЗО 15 равно девяти, а количество этих

По истечении времени (; внешний блоков - количеству десятичных раэсветовой поток возбуждения через оп" рядов. тический вход квантрона может прекратиться, а напряжение засвечиваиия После того, как все квантроны }0 может принимать значение 0@,одна- зз переходят в состояние эасвечиваню, ко квантрон продолжает оставаться в фотоэлемент 16 пропускает достаточ,состоянии возбуждения эа счет све- ный по величине сигнал через свой тового потока от светодиода и на Фотодиод 1. диода и на Фото- выход ка вход формирователя 14, при этом длительность сформированного

3 состоянии возбуждения квант он ужд ния квантрон щ импульса совместно со временем cpal0 может находиться очень олго выд ться очень долго вы- батывания фотоэлемента 16 должна равняться Г . Это позволяет при пульсом сброса, подаваемым че ез сб асываю

Р, д аемым через достаточно малом времени срабатывания

PacblBaN BxoA KBBHTPoHa При фотоэлемента производить без погрешэтом транзистор 3 закрывается и свето- } ности дальнейший процесс преобраэовадиод 4 гаснет. йия временного интервала в код, так

Квантрон переходит в состояние . как весь цикл обн,ления разряда возбуждения только через воздействие вкладывается во время Ф после сраодновременно и внешнего световогр батывания всех квантронов. Сформипотока возбуждения ФВ через оптичес- ш} рованный импульс на выходе формировакий вход и напряжения эасвечивания 0 теля }4, поступая на сбрасывающие подаваемого через модулирующий. Если входа квантронов, обнуляет разрядный напряжение модуляции () равно напри- блок 15 первого разряда. В то же жению фиксации } то при воздейст- время этот же импульс через диод 13 вии внешнего потока возбуждения свето-И поступает на светоизлучатель разряднодиод 4 не засвечивается, поскольку для го блока второго разряда. его засвечивания нужен больший управ- . Процесс протекает аналогично для ляющий ток, чем для поддержания его любого из К разрядов.

7 8517

Предлагаемое устройство позволяет увеличить быстродействие преобразования напряжения в код за счет применения I(Bàíòðoíîâ, связь между которыми осуществляется оптическими методами, а также сократить затраты на оборудование за счет замены счет.— чиков и регистров квантронами, при этом осуществляется непосредственная индикация результата аналого-цифро- lo вого преобразования. формула изобретения

1,Преобразователь,.напряжения в код, содержащий преобразователь напряжения во временной интервал, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены бло- 2О ки преобразования временного интервала в код, содержащие светоизлучатели, фотоэлементы, управляющие фотоэлементы, формирователи импульсов, диоды,квантроны,развязывающие диоды, блок задержки и формирователь импульса сброса, причем выход преобразователя напряжения во временной интервал через блок задержки соединен со входом светоизлучателя первого блока преобразования временного интервала в код, а через формирователь импульсов и развязывающие диоды соединен со входами сброса всех квантронов, первый опти-, ческий выход светоизлучателя каждого блока преобразования временного интервала в код оптически соединен с оптическим входом первого квантрона, а

70 второй оптический выход светоизлучателя соединен. с оптическим входом управляющего фотоэлемента, оптический выход каждого предыдущего. квантрона оптически соединен с оптическим выходом каждого последующего квантрона, а оптический выход последнего квантрона оптически соединен с оптическим входом фотоэлемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а выход формирователя импульсов через первый диод соединен со входами сброса квантронов, а через второй диод соединен со входом светоизлучателя последующего блока преобразования временного интервала B код и модулирующий выход управляющего фотоэлемента каждого блока преобразования временного интервала в код соединен со всеми модулирующими входами квантронов и фотоэлемента данного блока преобразования временного интервала в код.

2.Преобразователь по и.1, о т л ич а ю шийся тем, что квантроны выполнены на светодиоде, фотодиоде и транзисторе, причем база транзистора соединена с катодами диода и фотодиода, коллектор — с анодам светодиода, эмиттер — с общей шиной, а оптический выход светодиода оптически соединен со входом фотодиода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 350160, кл. Н 03 К 13/17, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 575771, кл. Н 03 К 13/20, 1975! прототип), 851770

Составитель А. Титов .I ..

Редактор Т. Мермелштайн ТехредА. Ач Корректор Н. Швыдкая.

Заказ 6389/87 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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