Преобразователь напряжения в интервал времени

СОЮЗ СОВЕТСНИХОаФаиппнешиРЕСГЮБЛИК 3(И) Н 03 13 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Пензенский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского техноло:гического инстятута Приборострое; ния.(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 716005, кл. Н 03 Е 13/20, 1979,.2. .Приборы и техйика экспери; мента, 1979, Р 4, с.:134-137 (рототип)(54)(57). ПРВОБРАЗОМУЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий первый и второй операционные усилители, неинвертнрукщие входы которых соединены с общей щиной, .а инвертирукщие подключены к средним точкам соответствующих РС-цепей, образуемым соединением:первых выводов резистора и конденсатора, устройство сравнения напряжений, входы которого соединеЯц 101 5 А ны с вторыми выводамиконденсаторов ВС-цЕпей, триггер, первый, вход которого соединен:с вйходам устройства сравнения.напряжений, а второй - с выходом генератора тактовых импуль-. сов, а выход подключен .к управляющим входам двух ключей, через первый из которых и резистор к инверти-, рукзцему входу первого операционного усилителя. подключена вина образцового напряжения, а второй ключ подключен параллельно конденсатору .ИС-цепи . второго операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем:,. что, с целью повыюени.я входного сопротивления преобразователяф в него. введены . дополнительные операционные усилите- Е. ли,. инвертирующие входы которах:сое- . динены с анной источника преобразуемого сигнала, выходы - с зходайи устройства сравнения напряжений,а не-. инвертирующие входы - с выходами соот; ветствующих операционных усилителей Ф и вторыми выводами резиеторав соот-.- ветствующих ИС-цепей.1019625 60 65 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при построении цифровых приборов и информационно"измеритель" ных систем.Известно устройство, построенное 5 на базе измерительного преобраэова" теля напряжения в инвервал времени и содержащее два интегратора, два устройства сравнения напряжений, сумматор, цифровой измеритель време ни, триггер, генератор импульсов и .два ключа 13Недостатком этого устройства яв" ляется низкое входное сопротивление, обусловленное использованием интег раторов Миллера во входных цепях.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре-. образователь напряжения в интервал времени, содержащий первый и второй 20 операционные усилители, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертирукщие подключены к средним точкам соответствующих ВС" цепей, образуемым соединением пер" 25 вых выводов резистора й конденсато-. ра, устройство сравнения напряжений, входы которого соединены с вторыми выводами конденсаторов ВС-цепей, триггер, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения напряжений, а второй - с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен .к управляющим входам двух ключей, через первый из которых и резистор к инвертирующему входу первого операционного усилителя подключена шина образцового напряжения, а второй ключ подключен параллельно. конденсатору НС-цепи второго операционного усилителя 2 1, 40Недостатком известного устройства является его низкое входное сопротивление, которое практически равно значению сопротивления параллельно соединенных резисторов ВС-цепей и 45 как правило не превышает 0,5".1 мОм.Это накладывает существенные ограничения на область использования преобразователя, поскольку усложняется задача его согласования с источни ком преобразуемого напряжения.. Цель ;:изобретения - повышение входного сопротивления преобразовате ля напряжения в интервал времени. Указанная цель достигается тем, что в пресбраэователь напряжения в интервал времени, ссдержащий первый и второй операционные усилкюели, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертирующие подключены к средним точкам соответствующих ВС-цепей,. образуемым соединением первых выводов резистора и конденсатора, устройство сравнения напряжений, входы которого соединены с вторыми выводами конденсаторов ВС-цепей, триггер, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения напряжений, а второй - с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к управлякщим входам двух ключей, через первый иэ которых и резистор к инвертирующему входу первого операционного усилителя подключена шина образцового напряжения, а второй клюн подключен параллельно конденсатору ЙС-цепи второго операционного усилителя, в него введены дополнительные операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены с шиной источника преобразуемого сигнала, выходы - с входами устрой-, .ства.сравнение напряжения, а неинвертирующие входы - с выходами соответствующих операционных усилителей и вторыье выводами резисторов соответствующих ВС-цепей.Начертеже приведена функциональная схема устройства.Преобразователь содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертирующие подключены к средним точкам ВС-цепей 3 и 4 соответственно, устройство 5 сравнения напряжений, входы которого соединены с конденсаторами ВС-цепей 3 и 4, триггер 6, один иэ входов которого подключен к выходу устройства 5 сравнения напряжений, другойк выходу генератора .7 тактовых импульсов, а выход, являющийся выходом преобразователя, соединен с управляющими входами первого 8 и второго 9 ключей, причем через первый ключ 8 и резистор 10 к инвертирующему входу первого операционного усилителя 1 подключено образцовое напряжение, а второй ключ 9 подключен параллельно конденсатору второй ВС-цепи 9, первый 11 и второй 12 дополнительные операционные усилители, инвертирующие входы которых подключены к источнику преобразуемого напряжения, выходы соединены со входами устройства 5 сравнения напряжений, а неинвертирующие входы соединены с выходами операционных усилителей 1 и 2 и с резисторами ВС-цепей 3 и 4 соответственно. Устройство работает следующим образом.С приходом импульса с выхода генератора 7 тактовых импульсов триггер 6 переходит в такое состояние, при котором размыкается ключ 9, а на ин,вертирующий вход, первого операционного усилителя 1 через замкнутый ключ 8 и резистор.10 поступает образцовое напряжение Ч . В результате этого выходное напряжение первого дополни1019625 ВНИИ Заказ 3725 52 Тираж 9 одпи оное ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 и тельного операционного усилителя 11 начинает линейно возрастать со скоростью (Ч - Ч)/ 1, где- постоянная временй ВС-цепи 3, а выход-. ное напряжение второго дополнительного усилителя 12 -. линейно убывать .со скоростью Ч/ С , где- постоянная временй ВС-цепИ 4, В момент2 равенства выходных напряжений дополнительных операционных усилителей 11 и 12 срабатывает устройство 5сравнения напряжений и приводит триггер 6 в другое состояние. При этом замыкается ключ 9, с.помощью которого на выходе второго дополнительного операционного усилителя устанавлива ется нулевое значение напряжения. Одновременно образцовое напряжение Ч с помощью ключа 8 отключается от инвертирующего входа первого опера" .ционного усилителя 1, в результате 2 О выходное напряжение первого допбднительного операционного усилителя 11 будет линейно убывать со скоростью Ч /1, С приходом очередного импульса с выхода генератора 7 такто вых импульсов. цикл работы преобразователя повторяется.В установившемся режиме и при"1 - "2- среднее значение преобразуемого напряжения эа период интегрирования, равный периоду Т следования импульсов с выхода гене" ратора 7, равно среднему значению образцового напряжения,У эа время . интегрирования, равное ийформативно-. му интервалу Тк.чт ч т1Отсюда можно получить функцию пре образования устройстваЧхТ ф - трОТаким образом, апгоритм работы предлагаемого преобразователя напряжения в интерваа времени полностью соответствует алгоритму работы известного устройстваОднако входное сопротивление преобразователя значительно увеличивается за счет ввода в схему двух дополнительных операционных усилителей 11 и 12 и подключения источника преобразуемого напряжения .непосредственно к инвертирующим входам этих усилителей.Значение входного сопротивления устройства определяется значением входного сопротивления дрполнительных операционных усилителей и при использовании современной базы может достигать 10 "10 "З Ом.