Время-импульсный преобразователь

,10124 811 3 К 13/20: ЗОБРЕТЕТЕЛЬСТВУ ДНИ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. ТОРСНОМУ СВИД(71) Смоленский филиал Московскогоордена Ленина энергетического института(56) .1, Авторское свидетельство СССР .Ю 764126, кл. Н 03 К 13 Л 0, 19.06.742 . Лейтман М .Б;, Мелик-Юахназарова А.М . Комненсационные измерительные преобразователи электрических величин, Н "Энергия", 1978, с . 18,рис. 7-17 (прототип),(54)(57) ВРЕМЯ"ИМПУЛЬСНйй ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий вину входного сиг"нала, генератор тактовых импульсов,модулятор длительности импульсов синФюрмационным и управляющим входами,источник импульсов, осредняющее устройство, резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыще- ния точности и расщирения диапазона , преобразования, в него введены Формирователь коротких импульсов, Элемент И-НЕ и инвертор,. а осредняющее устройство выполнено, например, на интеграторе, причем выход источника импульсов через резистор соединен с инвертирующим входом интегратора, а вина входного сигнала соединена непосредственно с неинвертирующим вхо. дом интегратора, выход которого присоединен к инФормационному входу модулятора длительности импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом элемента .И-НЕ, первый вход которого через Формирователь корот-ких импульсов соединен с выходом ге- . нератора тактовых импульс 6 в, а второй вход через инвертор соединен с выходом модулятора длительности, импульсов и входом источника импульсов. ЙИзобретение относится к электронной технике, а конкретно, к техникеразработки прецизионных и широкодиапазонных измерительных преобразова;телей электрического напряжения постоянного тока в длительность импульса,.Известно устройство, содержащееисточник опорного напряжения, интег"ратор, цепь аналоговой коррекции,нуль-орган, триггеры фиксации, триггер коррекции, генератор заполняющихимпульсов реверсивный счетчик, эле"менты И, блок управления, элемент сизменяемым сопротивлением, накапливающий конденсатор коррекции, диод,резисторы 1Однако данное устройство сложно.Известно также устройство, выполненное в виде замкнутой автоматичесКой системы и предназначенное для прецизионного преобразования напряже. ния в длительность импульса. Оно содержит источник входного напряжения, генератор тактовых импульсов, модулятор длительности импульсов, источник импульсов постоянной амплитуды и осредняющее устройство2.Но известное устройство является статической автоматической системой и не обеспечивает высокой точности преобразования. Кроме того, оно иэменяет длительность выходного импуль" са всего в три раза, т .е. не являетсяширокодиапазонным. Эти недостатки обусловлены трудностями обеспечения устойчивости преобразователя, относящегося к импульсным автоматическим системам, и видами схем запуска модулятора длительности импульсов,влияющими на величину накопленного время-задающей емкостью электрического заряда, С целью повышения быстродействия известное устройство снабжено дополнительным каналом, требующимпрецизионных элементов. Применениедополнительного канала усложняет схе"му преобразователя. Цель изобретения - повышение точности преобразования напряжения в длительность импульса и расширение диапазона преобразования при одно" временном упрощении схемы преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в преобразователь содержащий шину входного сигнала, генератор так. товых импульсов, модулятор длительности импульсов с информационным иуправляющим входами, источник импульсов, осредняющее устройство,резистор,введены формирователь коротких импульсов элемент И НЕ инверторосредняющее устройство выполнено, например на интеграторе, причем выход фисточника импульсов через резисторсоединен с инвертирующим входом интегратора, а шина входного сигналасоединена непосредственно с неинвертирующим входом интегратора, выходкоторого присоединен к информационному входу модулятора длительностиимпульсов, управляющий вход которогосоединен с выходом элемента И-НЕ,первый вход которого через формиро"ватель коротких импульсов соединен свыходом генератора тактовых импульсов, а второй вход через инверторсоединен с выходом модулятора длительности импульсов и входом источника импульсов,На чертеже приведена принципиаль. ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит интегратор 1с двумя входами, модулятор 2 длительности импульсов, источник импульсов3 постоянной амплитуды, генератор 4 З 0 тактовых импульсов, формирователь 5коротких импульсов, элемент И-НЕ 6 иинвертор 7, Входным сигналом устройства является напряжение Б , подаваемое на неинвертирующий вход усилите ля, выходннм сигналом - длительностьимпульса 1 на выходе модуЛятора 2В исходном состоянии (до приходаимпульса запуска модулятора 2) конденсатор модулятора 2 заряжен до на пряжения, равного сумме входного сиг"нала и среднего напряжения на конденсаторе интегратора 1, На выходахмодулятора 2, формирователя короткихимпульсов 5 и источника импульсов 3 45 имеются нулевые сигналы,. на выходахинвертора 7 и элемента И-НЕ 6 " сиГ"налы единичного уровня, По резисторуинтегратора 1 протекает ок разрядаего конденсатора. Но постоянная вре мени интегратора выбрана достаточнобольшой, чтобы считать за период работы генератора 4 напряжение на конденсаторе интегратора 1 неизменным.В момент появления тактового импульса на выходе генератора 4 формирователь 5 подает на первый вход элемента И-НЕ 6 короткий положительныйимпульсДо тех пор, пока модулятор2 не сработал на втором входе элемен3 10121та И-НЕ 6, также имеется положительное напряжение, Выходной сигнал элемента И-НЕ 6 принимает нулевюе значение На выходе модулятора 2 появляетсяположительное напряжение, ко" 3торое существует время Ф . С переключением модулятора 2 напряжениена выходе инвертора 7 принимает Нулевое значение, а напряжение на выхо" . де элемента б вновь достигает единич фного уровня .Таким образом, на вход модулюфора 2 приходит импульстолько,такой длительности, которая достаточна для и его срабатывания, Источник импульсов 3 в течение времени 1 подает на. инвертирующий вход интегратора 1 положительное напряжение большее, чем 0 . По резистору интегратора 1 протекает а ток обратного направлениФ, обеспечивающий .рост напряжения на конденсаторе интегратора, т .е. в процессе рвботы напряжение на конденсаторе интег,ратора пульсирует относительно уста- и новившегося уровня с амплитудой, оп-. ,ределяющей требуемую точность преоб(рвзования, Повышенная. точность преоб разования в предлагаемом устройстве достигается эа счет того, что по Зе средним значениям действующих в нем ,сигналов преобразователь представляет астатическую автоматическую систему. Йирокодиапазонность преобразо. вателя обеспечивается за счет того, что длительность запускающего модулятор 2 сигнала не превышает времени его переключения и за счет устране" нения искажения заряда емкости модулятора 2 запускающим сигналом, С этой целью запускающий сигнал подается на базу дополнительного транзистора, введенного в состав модулятора 2. 38 4Хотя постоянная времени интег ратора 1 и велика, йо при правильном проектировании преобразователя она не участвует в переходном процессе. За счет. этого и обеспечивается упрощение схемы предлагаемого устройст" ва по сравнению со схемой прототипа, где для той же цели вводится допол" нительный канал, т.е, дополнительная Функциональная связь, носящая прецизионный характер, Устранение влияния емкости интегратора 1 на ха" рактер переходного процесса достигается за счет предложенного вида подачи входного сигнала и сигнала об" ратной связи преобразователя, Если, например, емкость интегратора 1 ие . была заряжена, то скачкообразное иэ" менение сигнала Ц приведет к скачко- . образному изменению напряжения на выходе интегратора 1 и к выработке сразу требуемой длительности выходного импульса 1 (при.выполнении необходи" мых расчетных соотношений). Под дей.- ствием появившихся выходных импуль-. сов преобразователя напряжение на ем. кости интегратора. 1 сразу начинает колебаться относительно установившегося значения, т.е. процесса заряда конденсатора интегратора 1 по средним значениям нет. Это обстоя" тельство благоприятно сказывается и на устойчивости предлагаемого устройства . По средним значениям действующих сигналов правильно спроектированный преобразователь (имеющий мо" дулятор с длительностью импульсов, пропорциональной заданию, чего можно добиться усложнением схемы модулятора) эквивалентен пропорциональному динамическому элементу, Невыполнение условий проектирования эквивалентно расстройке схемы прототипа и приводит к понижению быстродействия устройства.Составитель И. РадькоТехред А,Ач , , Корректор М. Шароши Редактор К, Волощук Филиал ППП патент", г. Ужгород, ул. Проектная,.Заказ 2 У / 9 Тираж 93 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. 4/5