SU1741264A1 - Интегрирующий преобразователь тока в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразовател  посто кного тока в разность временных интервалов и цифровой код. Цель изобретени  - повышение точности. Преобразователь содержит источник 1 входного тока, интегратор 2 на конденсаторе, мостовой коммутатор из четырех аналоговых ключей 3-6, источник 7 эталонного тока, источник 8 порогового напр жени , компаратор 9 с диф- ференциальными входами, тактовый генератор 10, триггер 11 и реверсивный счетчик 12. Предложенное устройство  вл етс  бипол рным преобразователем посто нного тока в разность временных интервалов с формированием развертывающего пилообразного напр жени  на выводах конденсатора и получением цифрового кода на выходах реверсивного счетчика. Блок сравнени  выполнен на одном компараторе с дифференциальными входами, подключенными не к выводам интегратора, а к выводам диагонали мостового коммутатора дл  подключени  источника эталонного тока последовательно с источником порогового напр жени . Выход компаратора подключен к объединенным I- и К-вхо- дам управл ющего триггера, С-вход которого соединен с выходом тактового генератора. 2 ил. (/ С

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в электронных системах обработки аналоговой информации в качестве преобразовател  посто нный ток - разность временных интервалов - код.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .

Нафиг.1 представлена функциональна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 входного тока, интегратор-конденсатор 2, мостовой коммутатор из четырех аналоговых ключей 3-6, источник 7 эталонного тока, источник 8 порогового напр жени , компаратор 9 с дифференциальными входами, тактовый генератор 10, триггер 11с К- и С-входами и реверсивный счетчик 12.

Совокупность элементов 3-7 образует формирователь бипол рного эталонного тока , блок сравнени  реализован на элементах 8,9, а узел синхронизации - на элементах 10,11.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства дл  положиvj

Јь

Ю О

N

тельного входного тока 1вх +1эт/3, где обозначены Uc - развертывающее пилообразное напр жение на выводах интегратора 2; UBX.KR - напр жение на неинвертирующем входе компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8; Увых.кп - импульсы на выходе компаратора 9; tV - импульсы на выходе тактового генератора 10; UTp - импульсы на пр мом выходе триггера 11; Эт импульсы на выходе формировател  бипол рного эталонного тока.

Преобразование бипол рного входного тока источника 1 в разность временных интервалов на выходе триггера 11 и цифровой код N(t) на выходах реверсивного счетчика 12 основано на принципе сравнени  интегралов от входного IBX и импульсов ± 1Эт эталонного токов. Элементы 1-11 предложенного устройства образуют след щую управл ющую систему с замкнутой петлей обратной св зи, в которой происход т автоколебани  с частотой, кратной тактовой частоте генератора 10. Зар д интегратора 2 происходит под действием тока, определ емого алгебраической суммой входного тока IBX источника 1 и ± Эт формировател  бипол рного эталонного тока. Частота автоколебаний пилообразного напр жени  на выводах конденсатора 2 максимальна  в середине диапазона входных токов , т.е. в области малых входных токов, и минимальна на кра х диапазона входных токов. В пределе при (1Вх)эт автоколебани  отсутствуют . При нулевом входном токе на конденсаторе возникает пилообразное напр жение симметричной формы с равными временами зар да и разр да конденсатора бипол рными токами формировател . При этом разность временных интервалов на выходе триггера 11 равна нулю. При по влении входного тока нарушаетс  симметри  пилообразного напр жени  конденсатора в ту или другую сторону в зависимости от знака входного тока. Разность временных интервалов на выходе триггера определ етс  отношением

AT Ti-T2(Ti+T2) вх/1эт.

В предложенном устройстве ключи 3-6 мостового коммутатора дополнительно к функции формировател  бипол рного эталонного тока выполн ют функцию синхронного выпр мител  бипол рного напр жени  интегратора. Выходное напр жение синхронного выпр мител  (фиг.26) приложено к неинвертирующему входу компаратора 9 относительно общей точки элементов 7,8. При превышении напр жени  на неинвертирующем входе компаратора UBX кп напр жени  Unop источника 8 на выходе компаратора 9 возникают импульсы 1 (фиг.2в), разрешающие переключение триггера 11 по приходу заднего фронта тактового импульса на его С-входе. Таким обра- зом, элементы 8 и 9 выполн ют функцию порогового устройства,  вл ющегос  общим как при формировании положительной части развертывающего пилообразного напр жени  интегратора, так и при формиро0 вании отрицательной части бипол рного напр жени  интегратора. Предложенные признаки выполнени  блока сравнени  позвол ют сформировать развертывающее пилообразное напр жение интегратора,  в5 л ющегос  симметричным около нул , т.е. имеющим посто нную составл ющую часть напр жени  близким к нулю. Данное свойство необходимо дл  исключени  вли ни  наточность преобразовани  сопротивлени 

0 утечки интегратора и параллельно подключенных к нему элементов.

В предложенном устройстве размах пилообразного напр жени  интегратора определ етс  соотношением

5Uc (ипор-икл),

где 11кл - падение напр жени  на двух включенных ключах 3,6 или 4,5.

При выполнении ключей 3-6 мостового коммутатора на К-МОП ключах, например

0 микросхемах 590 КН5, последнее выражение можно записать как

Uc мах 2Р( Unop-2 RCT biji

где RO - сопротивление одного открытого ключа.

5 Дл  получени  симметричного около нул  пилообразного напр жени  интегратора величину Опор источника 8 необходимо выбирать из услови  Unop 2 Ro lsT.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Интегрирующий преобразователь тока в код, содержащий источник входного тока, блок сравнени , формирователь бипол рного эталонного тока, выполненный на мосто5 вом коммутаторе и источнике эталонного тока, тактовый генератор, триггер, реверсивный счетчик и интегратор на конденсаторе , первый и второй выводы которого подключены к одноименным выходам ис0 точника входного тока, первый вывод - к первому выводу первой диагонали мостового коммутатора, втора  диагональ которого подключена к выходам источника эталонного тока, пр мой выход триггера подключен

   5 к управл ющему входу реверсивного счетчика и первому управл ющему входу мостового коммутатора, тактовый вход реверсивного счетчика соединен с выходом тактового генератора, а выходы  вл ютс  выходной шиной, отличающийс  тем,

   что, с целью повышени  точности преобразовател , в нем блок сравнени  выполнен на источнике порогового напр жени  и компараторе , первый вход которого непосредственно , а второй через источник порогового напр жени  подключены к соответствующим выходам источника эталонного тока, выход 1-18х

   компаратора подключен к входам триггера, С-вход которого подключен к выходу тактового генератора, а инверсный выход подключен к второму управл ющему входу мостового коммутатора, второй вывод первой диагонали которого соединен с вторым выводом конденсатора.