Устройство для преобразования напряжения в цифровой код

Устройство для преобразования напряжения в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалнстнческик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Св ЕТИЛЬСТВУ

873407

„*

l (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 09 ° 08 ° 79 (21) 2807872/18-21 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет —.

Опубликовано 151081. Бкзллетень Н9 38

Дата опубликования описания 151081 (53)PA. Кл З

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5З) ПЖ 621. 317 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ан.Ф.Архипенко и Ал.Ф.Архипенко (71) 3а яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЦИФРОВОИ КОД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых вольтметров.

Известно устройство для преобразования напряжения в цифровой код, которое содержит элемент сравнения, генератор пилообразного напряжения, генератор образцовой частоты и блок управления (13.

Недостаток известного устройства— низкая точность время-импульсного кодирования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явля- 1э ется цифровой вольтметр с время-им". пульсным преобразованием,.содержащий входной усилитель, схему сравнения, электронный ключ, генератор пилообразного напряжения, генератор счет- 20. ных импульсов, триггер начала измерения, счетчик импульсов и цифровой индикатор $2) . .Однако указанное устройство также имеет низкую точность, так как часто-25 та генератора счетных импульсов ограничена и погрешность измерения существенно возрастает при уменьшении абсолютного значения измеряемого напряжения. 3D целью изобретения является повышение точности измерения. à достижения цели в устройство

/ для преобразования напряжения в цифровой код, содержащее нуль-орган, первый вход которого подключен к генератору пилообразного напряжения, второй — к входной шине, генератор опорной частоты, выход которого подключен через ключ к счетчику импульсов, триггер начала измерений, выход которого соединен с управляющими входами ключа и генератора пилообразного напряжения, введены дополнительные нуль- орган, генератор пилообразного напряжения и триггер управления, причем вход дополнительного генератора пилообразного напряжения подключен к выходу триггера управления, а выход — ко входу дополнительного нульоргана, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход — со входами установки в нуль триггеров начала измерения и управления, входы установки, в единицу которых подключены соответственно к управляющему входу устройства и к выходу нуль-органа.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства> на фиг.2 — времен873407 ная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство состоит из триггера 1 управления, триггера 2 начала измерения, генератора 3 образцовой частоты, генераторов 4 и 5 пилообразного напряжения, нуль-органов б и 7, электронного ключа 8, счетчика 9 импульсов.

Входы установки триггеров 1 и 2 в нулевое состояние объединены и

I подключены к выходу нуль-органа 7, а вход установки триггера 1 в единичное состояние подключен к выходу нуль-органа б, на один вход которого подается измеряемое напряжение 0 ) а другой объединен с одним из входов 5 нуль-органа 7 и подсоединен к выходу генератора 5 пилообразного напряжения, вход которого объединен со входом ключа 8 и подключен к выходу триггера 2. 20

Кроме того, выход генератора 4 пилообразного напряжения соединен со входом нуль- органа 7, а вход — с выходом триггера 1 управления. Выход генератора 3 образцовой частоты подсоединен ко второму входу ключа 8, выход которого имеет связь со входом счетчика 9.

Устройство работает следующим образом..

Перед началом измерения триггеры

1 и 2 находятся в состоянии "0", генераторы 4 и 5 отключены. В момент времени t по приходу сигнала управ1 ления, разрешающего измерение, с помощью триггера 2 начала измерения запускают генератор 5 пилообразного напряжения, который формирует напряжение О,) (фиг.2) с наклоном К, Одновременно выходным сигналом триггера 2 открывается ключ 8 и счетчик 4О

9 подсчитывает количество импульсов, прошедших через ключ 8 от генератора

3 образцовой частоты.

Измеряемое напряжение 0 q (фиг.2) и пилообразное напряжение 0 постоянно сравниваются нуль-органом б.

В момент t равенства напряжений

U< и U нуль-орган б с помощью триггера 1 управления запускает вспомогательный генератор 4 пилообразного О напряжения, который формирует напряжение 0 (фиг.2) с наклоном К, причем К К, Пилообразные напряжения U> и О,„ .постоянно сравниваются нуль-органом 7, который фиксирует момент t их равенства. В момент времени выходным сигналом нуль-органа 7 триггеры 1 и 2 устанавливаются в исходное состояние, ключ 8 закрывается, . прекращается подсчет импульсов, вы- О рабатываемых генератором 3.

Число импульсов ))х, зафиксированное счетчиком 9, считают как циф-; ровой результат измерения. На этом цикл измерения заканчивается.

Легко показать, что числов N пропорционально измеряемому электрическому напряжению и определяется выражением: йх = где f „- частота следования счетных импульсов.

Повышение точности при измерении достигается за счет дополнительного масштабного преобразования временного интервала, пропорционального измеряемому напряжению. При этом не требуется увеличения частоты следования счетных импульсов и, следовательно, повышения быстродействия счетчика.

Наиболее эффективно применение устройства д))я измерения малых значений напряжений.

Формула изобретения

Устройство для преобразования напряжения в цифровой код, содержащее нуль-орган, первый вход которого подключен к генератору пилообразного напряжения, второй — к входной шине, генератор опорной частоты, выход которого подключен через ключ к счетчику импульсов, триггер начала измерений, выход которого соединен с управляющими входами ключа и генератора пилообразного напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительные нуль-орган, генератор пилообразного напряжения и триггер управления, причем вход дополнительного генератора пилообразного напряжения подключен к выходу триггера управления, а выход — ко,входу дополнительного нуль-органа, другой вход которого соединен с выходом генератора пилОобразного напряжения, а выход - co входами установки в нуль триггеров начала измерения и управления, входы установки, в единицу ко» торых подключены соответ)ственно к управляющему входу: устройства и к выходу нуль-органа. Источники информации, рринятые во внимание при экспертизе

1. Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсче-. том, К., "Техника" 1970, с.33-35.

2. Атамалян Э.Г. и др. Методы и средства измерения электрических величин. М., "Высшая школа", 1974, с.90, рис.3-30.

873407

"л

Составитель С.Тимохов

Редактор И.Иитровка Текред И.Надь ь Корректор Г.Огар

Заказ 9070/83 Тираж 991 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