Преобразователь разности напряжений

/01 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ БРЕТЕНИСТВУ А 4 у,ю:рф транзистора через пороговыи элементйодключены к первому выводу источни.Р 34 , ка питания, базы первого и второготранзисторов связаны с соответствуюа Трудового Крас- . шимиисточниками входных сигналов,хннческий инсти-эмиттеры. этих транзисторов соединены через стабилизатор тока на транзисторе с вторым выводом источникаА,Г р, При- питания, а база транзистора стабих а овыхлизатора тока подключена к первымвыводам конденсатора и токозадающего элемента, о т.л и ч а ю щ и й с ят во СССР : тем, что, с целью повышения точнос 1 1971ти сравнения входных сигналов и расширения функциональных возможностей," введен ключ, шунтирующий конденсаТЕЛЬ РАЗНОСТИ тор и подключенный управляющим вхоий несимметрич- дом к выходу порогового элемента, 1ель на первом а вторые выводы конденсатора и токох, в которомзадающего элемента соединены с соанзистора не ,ответствующими выводами источникалектор второго питания,и дналог фСов хем. М. с. 117. е свнде С 05 В ельст/01,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВА НАПРЯЖЕНИЙ, содержащ ный балансный усилит и втором транзистора коллектор первого тр посредственно, а кол(71) Одесский орденного Знамени политетутИзобретение относится к автоматике и инФормационно-измерительнойтехнике.Известны преобразователи, содержащие интегратор и пороговый элемент, у которых период повторениявыходных импульсов является функцией входного напряжения 1.Однако эти устройства имеют ограниченные Функциональные возможности и не позволяют сравнивать напряжения. Их необходимо дополнятьсхемами сравнения и масштабнымиусилителями, с тем чтобы они моглисовмещать Функции сравнения напряжений и преобразования их разности.Период повторения выходных импульсовэтих преобразователей является нелинейной Функцией входного напряже,ния.Наиболее близким по техническойсущности является устройство, .содержащее несимметричный балансный усилитель на транзисторах, коллектородногО из транзисторов непосредственно и другого через усилительныйэлемент с положительной обратнойсвязью подключен к первому выводуисточника питания, базы транзисторов связаны с источниками сравниваемых напряжений, а эмиттеры - через транзисторный стабилизатор токас вторым выводом источника питания,а база транзистора стабилизаторатока подключена через резистивныйделитель напряжения, у которого одиниэ резисторов зашунтирован конден.Сатором, к выходу усилительногоэлемента с положительной обратнойсвязью 2.Недостатком данного устройстваявляется невысокая точность результата сравнения напряжений ипериодов повторения импульсов.Цель изобретения - повышениеточности сравнения входных сигналови расширение Функциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь разности напряжений, содержащий несимметричный балансный усилитель на первом и втором транзисторах, в котором коллектор первого транзистора непосредственно, а коллектор второго .транзистора через пороговый элемент подключены к первому выводу источника питания, базы первого.и второго транзисторов связаны с соответствующими источниками входных сигналов, эмиттеры этих транзистров соединены через стабилизатор тока на транзисторе с вторым выводом источника питания, а база транзисто ра стабилизатора тока подключена к первым выэодам конденсатора и токоэадакщего элемента, введем ключ65 Считая транзисторы 1 и 2 идентичными, можно записать шун тирующий конденсатор и подключенный управляющим входом к выходупорогового элемента, а вторыевыводы конденсатора и токозадающегоэлемента соединены с соответствую" 5 шими выводами источника питания.На фиг. 1 представлена схемапреобразователя разности напряженийв период повторения импульсов, наФиг, 2., - временные диаграммы, пояс няющие работу преобразователя разности напряжений.Устройство содержит схему сравнения - несимметричный балансныйусилитель на транзисторах 1 и 2, 15 стабилизатор тока 3 на транзисторе4 и резисторе Ь, пороговый элементб, конденсатор 7, токозадающий элемент 8, источники 9 и 10 входныхсигналов, источник 11 питания иключ 12.Преобразователь работает следующим образом.При выключенном ключе 12 конденсатор 7 емкостью С заряжается черезтОкОЗадающий элемент 8 пОстОЯннымтоком 3, В течение времени зарядаконденсатора 1 выходной ток 3 стаби лизатора 3, выпполненного на транзисторе 4 и резисторе 5, линеййо нарас.таету уй Р,Сгде Й - сопротивление резистора 5;эФОс- напряжение заряда конденсатора 7;35 К - падение напряжения на базооЭво-змиттерном переходе транзистора 4 (обычно Об Щ,Ток стабилизатора достигает такого значения Э , при котором коллек.4 О торный ток транзистора 2 нарастаетдо порогового значения тока Эп элемента 6, вызывающего его срабатывание (фиг 2, б,в ). Это приводит квключению ключа 12 и быстрому разРяду конденсатора 7. Ток генератораЗр, а следовательно, и ток Эк уменьшаются практически до нуля, что приводит к возвращению порогового элемента 6 в исходное состояние и эапиранию ключа 12, На выходе преобра О зователя Формируется короткий импульс длительностью 1(Фиг. 2, г) ипроцесс начинается сначала.Поскольку 1 аФ то период повтЬремня импульсов преобразователя, 55 исходя из (1), можно определить какГТТ =Р С Гс.а ток стабилизатора 3 представитькак сумму коллекторных токов тран О эисторов 1 и 2Э =Э +э =Э +э .131к- 1041984 ВНИИПИЗаказ 7126/47 Тираж одписное лиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул ектная Э и -и М : :ехР 10 9 1 (4) к 1 кт где Ч - теплОвой потенциал транзис- Гторов; л.=1-2 -постоянный для данного типатранзистора коэффициент,Подставляя значение ) в (2 ), получим с учетом (4 ) Т Т - + . Ы),4 1 О Т 09-010 ехр, +1Р т где То - исходное значение периодаповторения импульсов на выходе преобразователя при "9= "1 ОВ случае небольших значений раэностного напряжения 10-094 9.9 Р,-(9 ТФТ 41 у (ь),ост.е. период повторения импульсов на выходе преобразователя прямо пропорционален разности сравниваемых напряжений,Проведенные испытания преобразователя показаль, что при измененииразности напряжений в пределах15 мВ период повторения выходныхимпульсов устройства изменялся впределах 35 от исходного значения.В этом диапазоне сохранялась близкой к линейной зависимость между раз 0 ностью сравниваемых напряжений ипериодом повторения выходных импульсов. Выбором режима работы устройства (значений Э , й ,Эп можно обеспечить 3-8-кратное измейение перно да, Амплитуда выходных импульсовустройства достигает 15 В, уровеньсравниваемых напряжений 5 В, временная нестабильность 0,01, дополнительная погрешность 1-3, потребляемая моШность 100 мВтТаким образомвыполнение преоб-.разователя согласно предлагаемомуизобретению приводит к повышениюточности результата сравнения и 25 расширению функциональных воэмож"ностей.