Двуполярный преобразователь напряжения в частоту

(72) Н.И.Козицина и Ю.М.Шапиро (71) Московский завод тепловой автоматики(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 512574, кл. Н 03 К 13/20, 1974.2. Авторское свидетельство СССР Р 138156, кл. Н 03 К 13/20, 1980. (54)(57) ДВУПОЛЯРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий генератор прямоугольных импульсов, схему сравнения, выполненную на двух пороговых элементах типа триггеров Шмитта с раэнополярными во ищ 2722 порогами срабатывания, интегратор,первый вход которого соединен систочником входного сигнала, а выходсоединен с первым входом схемы сравнения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены форсирующее звено и блок обратной связи,причем вход форсирующего звена подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход - квторому входу схемы сравнения, первый и второй выходы которой являютсявыходами устройства и подключенысоответственно к первому и второмувходам блока обратной связи, выхокоторого соединен с вторым входоинтегратора.Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники.Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, два компаратора, два источникаопорного напряжения, два ключа, резистивный делитель, нелинейныйдвухполюсник 13.Недостатком известного устройстваявляется его сложность и низкая надежность.10Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпреобразователь напряжения в частоту,содержащий генератор прямоугольныхимпульсов, элемент сравнения, выполненный на двух пороговых элементахтипа триггеров Шмитта с разополярными порогами срабатывания, интегратор, первый вход которого соединенс источником входного сигнала, авыход - с первым входом схемы сравнения 23,Недостаток известного устройстванизкая надежность.Цель изобретения - повышение25надежности устройства.Поставленная цель достигаетсяем, что в двуполярный преобразователь напряжения в частоту, содержащий генератор прямоугольных импульсов, схему сравнения, выполненнуюна двух пороговых элементах типатриггеров Шмитта с раэнополярнымипорогами срабатывания, интегратор,первый вход которого соединен систочником входного сигнала, авыход соединен с первым входом схемы сравнения, введены форсирующеезвено и блок обратной связи, причемвход Формирующего звена подключенк выходу генератора прямоугольных 40импульсов, а выход - к второму входу схемы сравнения, первый и второйвыходы которой являются выходамиустройства и подключены соответственно к первому и втоРому входам д 5блока обратной связи, выход которого соединен с вторым входом интегратора.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы Устройства.Устройство содержит интегратор1, один из входов которого соединен с источником входного сигнала,схему 2 сравнения, состоящую из двухпороговых элементов типа триггераРиитта 3 и 4, первый вход схемы сравнения соединен с выходом интегратора, а выходы через блок 5 обратнойсвязи - с вторым входом интегратора1, генератор прямоугольного напряжения с регулируемой частотой 6, свыхода которого импульсы поступаютчерез .Форсирующее звено 7 на второйвход схему сравнения 2. Выходамипреобразователя являются в зависимости от знака входного сигнала выходы схемы сравнения 2.Устройство работает следующим образом.Генератор б формирует прямоугольные импульсы, частота которых регулируется настроечными элементами генератора. Импульсы с выхода генератора преобразуются форсирующим звеном 7 в напряжение О, Форма которого показана на Фиг. 2, Это напряжение суммируется на входе схемы 2 сравнения с выходным сигналом О, интегратора 1. Полученная сумма сигналь Ог+ О является входным напряжением триггеров схемы 2 сравнения, которые имеют напряжения срабатывания Ос 1 и Ос и отпускания Од и ОО, причем для триггера 3 эти напряжения положительны, а для триггера 4 отрицательны, При соблюдении условияи+О 1 О 0 на выходе пороговых элементов 3 и 4 напряжение отсутствует.При интегрировании входного сигнала ОП абсолютное значение напряжения линейно, возрастает со скоростью, пропорциональной величине входного сигнала.После срабатывания порогового устройства за счет действия отрицательной обратной связи напряжение на выходе интегратора уменьшается до момента отпускания порогового устройства. Пусть приращение напряжения и на выходе интегратора за время импульса 1 составит д"с при срабатывании и о 0 при отпускании порогового устройства см.фиг,2 ). Если параметры О 1 и (. на выходе Форсирующего звена 7 выбраны таким образом, что всегдаО с О сР, (0то срабатывание порогового устройства схемы 2 сравнения произойдет в момент, совпадающий с передним Фронтом напряжения. При выборе зоны возврата и -О порогового элемента таким образом, чтои -и )О +Ы и О -О (О +О +Д" (г) С О 1 с С О 1 Я Сотпускание порогового элемента схемы 2 сравнения произойдет в момент, совпадающий с задним фронтом напряжения ОП + О. При этом длительность импульсов на выходе пороговых элементов 1 п равна длительности импульсов на выходе генератора независимо от величины входного сигнала.На выходах пороговых элементов схемы 2 сравнения при срабатывании появляется напряжение, амплитуда которого О постоянна, а знак противоположен знаку входного сигнала.Очевидно, что средние значения токов во входной цепи и в цепи,Колесникова Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга едакт аказ 3275/43 Тираж 8 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва Ж, Подписнкомитета СССРи открытийаушская наб., д,-с 4/5 Филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная,обратной связи интегра,тора равнымежду собой, т.е. где Ор - среднее значение напряжения обратной связи; Йв,РС- резисторы во входных цепях интегратора, установленныепоследовательно с входнымсигналом и с сигналом обратной связи соответственно.На фиг. 1 блок 5 обратной связипоказан Функционально. В реальнойсхеме блок обратной связи может бытьвыполнен, например, на основе диодно-резистивных цепей и прециозионного стабилизатора напряжения, чтопозволяет повысить точность преобра зования.