Преобразователь напряжения в интервал времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХЮИИФйюеснииРЕСПУБЛИК 0% (И 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Э "(56) 1. Иартяшин и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерений. М., фЭнергияф, 1976, с. 65-67.2Авторское свидетельство СССР 9 445983 кл. Н 03 К 13/20 1973 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ НАДРЯйЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий ин,тегратор, вход которого подключен к ;выходу источника опорного напряжения, а выход - к первому входу компаратора,модулятор входного напряжения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход " с выходом блока управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, два конденсатора, дифференциатор, выполненный на операционном усилителе, третьем конденсаторе и резисторе в цепи отрицательной обратной связи, при этом вход дифференциатора подключен к выходу модулятора входного напряженйя, выход - к второму входу компаратора, выход которого соединен с входом источника опорного напряжения и входом блока управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с инверсным входом операционного усилителя дифференциатора, первый и вто-рой выходы - соответственно через первый и второй конденсаторы с выходом операционного усилителя дифференциатора.Изобретение относится к информационно-измерительной технике и используется при разработке прециэионных цифровых вольтметров и амперметров для измерения действующегозначения напряжения или тока при искаженной форме сигнала.Известен преобразователь напряжения в интервал времени, содержащийв качестве основных узлов модуляторвходного напряжения, источник опорного напряжения, интегратор, блок сравнения (компаратор) и схему управления (1 .Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональныевозможности.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащее интегратор, вход которого подключенк выходу источника опорного напряже Ония, а выход - к первому входу компаратора, модулятор входного напряжения, первый вход которого подключен к входной шине, а второй вход -к выходу блока управления (2) .Недостатком известного устройстваявляется ограниченные функциональныевозможности.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейпреобразователя за счет получениякорнеизвлекающей Функции преобразования,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь напряжения винтервал времени, содержащий интегратор, вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения,а выход - к первому входу компаратора,модулятор входного напряжения, первый вход которого соединен с входной 40шиной, а второй вход - с выходомблока управления, введены переключа"тель, два конденсатора, дифференциатор, выполненный на операционномусилителе, третьем конденсаторе и 45резисторе в цепи отрицательной обратной связи, при этом вход.дифференциатора подключен к выходу модулятора входного напряжения, выходк второму входу компаратора, выходкоторого соединен с входом источникаопорного напряжения и входом блокауправления, выход которого соединен спервым входом переключателя, второйвход которого соединен инверсньивходом операционного усилителя дифференциатора, первый и второй выходысоответственно через первый и второйконденсаторы с выходом операционногоусилителя дкфференциатора.На Фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя; на Фиг. 2 "эпюры напряжений в его схеме.Устройство (Фиг. 1) содержитинтегратор 1, выход которого подключен к первому входу ко)юпаратора 2, выход которого через источник 3 опорного напряжения подключен к входу интегратора 1, модулятор 4 входного напряжения, первый вход которого подключен к входной шине преобразователя, управляющий вход через блок 5 управления подключен к выходу компаратора 2, а выход через конденсатор б подключен к инвертирукщему входу операционного усилителя 7, в цепь отрицательной обратной связи которого включен резистор 8, причем элементы 6-8 в совокупности образуют дифференцнатор 9. Параллельно резистору 8 через двух- позиционный переключатель 10 включены конденсаторы 11 и 12, Управляющий вход двухпоэиционного переключателя 10 подключен через блок 5 . управления к выходу компаратора 2. Неинвертирующий вход операционного усилителя 7 соединен с шиной преобразователя.Устройство работает следующим образом.Входное напряжение 1 зпостоянного тока, промодулированное модулятором 4 в управляемым импульсами напряжения прямоугольной формы от блока 5 управлеция, поступает через конденсатор б на, инвертирующий вход операционного усилителя 7.Двухпозиционный переключатель 10 работает таким образом, что в течение одного полупериода промодулированного входного напряжения к инвертирующему,входу операционного усилителя 7 подключен конденсатор 11, а в течение другого полупериода - конденсатор 12, Благодаря такому включению цепи, обратной связи операционного усилителя 7 конденсаторы 11 и 12 заряжаются током равной величины и противоположного направления.Среднее за время одного полупериода модулированного напряжения значение тока 1, протекающего через конденсатор б, равно2 Нвв св(1) . где Св - величина емкости конденсатора бур - входное напряжение преобра;зователяуТ - период изменения модулированноговнапряжения.Когденсаторы 11 и 12, включенные через двухпозиционный переключатель 10 параллельно резистору 8 обратной связи, выполняют Функцию динамического фильтра, благодаря которому на выходе операционного усилителя 7 вырабатывается напряжение прямоугольной форьы,амплитудное значение которого равно.Ужго где к - величина сопротивления рерэистора 8.Это напряжение поступает на второй вход компаратора 2, на первый вход которого поступает линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 1, на вход которого подается опорное напряжение Ор с выхода источника 3 опорного биполярного напряжения.В момент равенства линейно изменяющегося выходного напряжения интег ратора и напряжения 0, на выходе операционного усилителя 7, поступающих на входы компаратора 2, последний изменяет свое состояние, изменяя полярность опорного напряжения Ор, и 15 через блок 5 управления изменяет состояние модулятора 4 входного напряжения и двухпозиционного переключателя 10. При этом изменяется направление изменения напряжения на выходе интегратора 1, подключается через двухпоэиционный переключатель 10 другой конденсатор в цепи обрат-; ной связи операционного усилителя 7 и изменяется полярность его выходного напряжения 0 . Дальше процесс работы периодически повторяется.Эпюры напряжений в схеме преобра. эователя представлены на Фиг. 2: а) входное напряжение, б) модулированное напряжение, в) напряжение на выходе дифференциатора, г) выходное напряжение интегратора, д) опорное ПИ Заказ 515/49 862 Подписно напряжение, е) напряжение на выходе компаратораПериод Т изменения выходного напряжения компаратора, являющегося выходом преобразователя, равен,С- постоянная времени интегратора 1.Таким образом, благодаря включению в схему преобразователя иапряже. ння в интервал времени, исцользующе. го метод модуляции входного напряжения и реализующего линейную функцию преобразования, дифференциатора и динамического Фильтра, состоящего из управляемого двухпозицкоииого переключателя и двух конденсаторов реализовано устройство, обеспечивающее возможность выполнения операции извлечения квадратного корня, т.е. расширены функциональные возможности преобразователя1