Преобразователь напряжения в частоту

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскияСоциалистическихРеспублик рц 1 003333(22) Заявлено 252181 (21) 3358371/18-21 с присоединением заявки Йо(23) Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 070383 2) Авторы изобретения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ яателй огоодтор 5 ЯКвляе- котодом Я уите- ком 2 Уляю 23.ая ставлена функциокая схема преобатель содержит посл иненные входную шин Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и автоматики в качестве измерительного пре образователя напряжения в частоту,Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий пассивную интегрирующую ЙС-цепь, компаратор на операционном усилителе и диодный разрядный ключ 11 3.Недостатком этого преобразователя является низкая.точность в широком диапазоне частот, обусловленная невысокой точностью пассивного КС-интегратора и фиксированным временем разряда конденсатора интегратора.Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий ключевое устройство, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом интегратора, и компаратор выход которОго подключен к управ щему входу ключевого устройства. Его недостатком является низк точность в широком диапазоне частот, вызванная нелинейной зависимостью частоты выходного сигнала от входного напряжения при высокой частоте. Эта нелинейность обусловлена онечными временными задержками омпаратора и ключевого устройствЦель изобретения - повышение т ости преобразователя напряжения частоту в широком диапазоне час Поставл я цель достигаетс тем, что в естный нреобразов напряжения в частоту, содержащи ключевое устройство, вход котор соединен с входной шиной, а вых с входом интегратора, и компара выход которого подключен к упра ляющему входу ключевого устройс введены управляемый делитель на жения, блок сравнения и пиковый тектор, вход которого подключен выходу интегратора и входу упра мого делителя напряжения, выход к входу блока сравнения, выход рого соединен с управляющим вхо управляемого делителя напряжени при этом выход управляемого дел ля напряжения соединен с входом паратора. На чертеже пред нальная электричес разователя. Преобразов вательно соедключевое устройство 2, интегратор3, управляемый делитель 4 напряжения, компаратор 5, выход которогоподключен к управляющему входу ключевого устройства 2, а выход интегра.тора 3 через последовательно соединенные пиковый детектор 6 и блок7 сравнения подключен к второму входу управляемого делителя 4 напряжения.Преобразователь работает следующим образом.Преобразуемое напряжение с шины1 через ключевое устройство 2 поступает на интегратор 3. Линейноизменяющееся напряжение с выхода 15интегратора 3 через управляемыйделитель 4 поступает на комларатор5Как только уровень линейно изменяющегося напряжения на входе компаратора 5 достигает уставки ком Опаратора 5, последний срабатываети переключением ключевого устройства 2 меняет направление интегрированияМоменты времени, в которыепроисходит изменение знака скорости нарастания выходного напряженияинтегратора 3, определяется уставкой компаратора 5 и коэффициентомпередачи управляемого делителя 4.Коэффициент передачи управляемогоделителя 4 задается блоком 7 сравнения в зависимости от раэбалансамежду уставкой блока 7 сравненияи величиной треугольного напряжения, выпрямленного пиковым детектором б,В области низких частот, когдавремя задержки компаратора 5 и клю,чевого устройства 2, пренебрежимомало по сравнению с периодом выходной частоты преобразователя, напряже.ие на выходе интегратора 3, выпрямленное пиковым детектоором 6,равно уставке блока 7 и рассогласование на его выходе отсутствует, акоэффициент передачи управляемого 45.делителя 4 минимален и равен номинальному,В области высоких частот, когдавремя задержки компаратора 5 и ключевого устройства 2 сравнимо. с периодом выходной частоты преобразователя, амплитуда линейно изменяющегося напряжения на выходе интегратора 3 стремится возрасти, так какреальная смена знака скорости нарастания напряжения интегратора происходит позже ожидаемой иэ-за влияния задержек компаратора 5 и ключевого устройства 2. При этом между. напряжением с пикового детектора 6и уставной блока 7 сравнения появляется рассогласование, которое изменяет коэффициент передачи управ. ляемого делителя 4 таким образом, что амплитуда напряжения на его выходе увеличивается, вызывая более раннее срабатывание компаратора 5. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора 3 не станет равным уставке блока 7.Таким образом, стабилизация напряжения на выходе интегратора 3 в области высоких частот устраняет влияние конечных временных задержек компаратора 5 и ключевого устройства 2. Это в свою очередь расширяет частотный диапазон работы устройства и устраняет нелинейность его характеристики, что приводит к повышению точности устройства.Следовательно, применение в преобразователе напряжения в частоту пикового детектора, выпрямителя и управляемого делителя выгодно отличает предлагаемый преобразователь от известйого, так как позволяет повысить точность преобразователя напряжения: в частоту в широком диапазоне частот.Формула изобретенияПреобразователь напряжения в частоту, содержащий ключевое устройство,.вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом интегратора, и компаратор, выход которого подключен к управляющему входу ключевого устройства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя в широком диапазоне частот, в него введены управляемый делитель напряжения, блок сравнения и пиковый Детектор, вход которого подключен к выходу интегратора и входу управляемого делителя напряжения, выход - к входу блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, при этом выход управляемого делителя напряжения соединен с входом компаратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительнойтехнике. Л., "Энергия", 1975, с. 105,рис. 48 а.2. "Приборы и техника эксперимента", 1979, М 1, с. 143-145 (прототип),