Функциональный преобразователь напряжения в частоту

(51)4 Н 03 М 1/5 ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМУ ьство СССР /20, 1964. тво СССР /20, 1970/Х госуддрстаенный номитет сссрпа делдМ ИЗОБРЕтЕНий И ОТНРытий(54)(57) .ФУНТЕЛЬ НАПРЯИЕщий первый динтегрирующицепи заряда,тем, что, св него введеный усилителрон и четыреанодный стаб КЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЧАСТОТУ, содержаифференциальный усилитель, й конденсатор и резистор отличающийся целью повышения точности, ны второй дифференциальь, двуханодный стабилитрезистора, причем двухилитрон включен между,801170619 инвертирующим входом и выходом второго дифференциального усилителя, выход которого через первый резистор соединен с его неинвертирующим входом, инвертирующий вход первого дифференциального усилителя через интегрирующий конденсатор соединен с его выходом, а через резистор цепи заряда - с входом устройства, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя через второй резистор соеди" нен с общей шиной устройства, инвертирующий вход второго дифференциального усилителя через третий резистор" с выходом первого дифференциального йе усилителя, а неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя через четвертый резистор подключен к неинвертирующему входу первого диф" ференциального усилителя,=-цос, . с ф Изобретение относится к импульснойэлектротехнике и может быть использовано в измерительных системах, вчастности, для измерения эффективногозначения переменного напряжения, 5Целью изобретения является повышение точности преобразования квадрата.входного напряжения в частоту, атакже упрощение, конструкции устройства, что исключает влияние коэффцциен. та усиления дифференциального усилителя на крутизну преобразования.На Фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на Фиг.2 -временные диаграммы работы,Устройство содержит первый диф-ференциальный усилитель 1, между инвертирующим входом и выходом котороговключен интегрирующий конденсатор 2,и второй дифференциальный усилитель 203, между инвертирующим входом и выходом которого включен двухацодцыйстабилитроц 4, а между цеицвертирующим входом и выходом включен первыйрезистор 5. 11 цвертирующий вход первого 25дифференциального усилителя 1 соединен через резистор в цепи заряда бс входом преобразователя, а цеицвертирующий вход соединен через второйрезистор 7 с общей шиной устройства. 30Ицвертирующий вход второго дифференциального усилителя 3 соединен черезтретий резистор 8 с выходом первогодифференциального усилителя 1, а неинвертирующий вход соединен черезчетвертый резистор 9 с неинвертирующим входом первого дифференциальногоусилителя 1.Устройство работает следующимобразом, 40Второй диФФеренциальный усилитель3 вместе с двуханодцым стабилитроцом4 и резисторами 5, 7, 8 и 9 образуюттриггер Шмидта с порогами срабатывания 45 где Ц и Ц - положительный и отрицательцый пороги сра"батывация триггераШмидта соответственно; Ц ,и Ц - положительное и отрицательное напряжениястабилизации двуханодного стабилитрона 4соответственно;,1,П ,Е - сопротивления резисторов 5, 7 и 9 соответственно.Для работы преобразователя должно выполняться условие где Ц - входное напряжение.Пусть в начальный момент вреллзни напряжение Ц (фиг.2) на выходе первого дифференциального усилителя 1 достигает величины цп и второй дифференциальный усилитель 3 перекыочается из положительного состояния в отрицательное. При этом напряжение Ц ца неинвертирующем входе первого дифференциального усилителя 1 скачком изменяется от Ц доо5 7Поскольку заряд коцден.",траО 72 .в момент переключения це меняется, напряжение ц на выходе первого дифсференциальцого усилител;.: "; скачкомБ уменьшается ца величину ЛЦ = 2 Ц -и стает равным,с п О 7 о Р где Ц - напряжение на выходе первогосдифференциального усилителя 1.Напряжение на инвертирующем входе .первого дифференциального усилителя1 при этом равно ц (О) = ц (0) = -ц - ", ВоР; где Ц ,Ц 1, - напряжение на цеинверти" рующем и инвертируюшем входах первого дифференциального усилителя 1 соответственно (Фиг.2).Конденсатор 2 при этом заряжается постоянным током где х - ток заряда конденсатора,Если выполняется условие (1), тох сО, и напряжение Ц на выходе пер 1вого дифференциального усилителя 1линейно уменьшается, пока в моментвремени С не достигнет величины ЦПгфз 1 после чего второй дифференциальный усилитель 3 переключается в положительное состояние, напряжение ц, на неинвертирующем входе первого дйфференциального усилителяскачком изменяется от -ц " до ц в , анаэоК ОК,ф пряжение 0 на выходе скачком увесличивается на величину Ьц = 20 - ,.КьК и стает равным .ц И ) = ц +2 ц - = ц - -- - .К К - КеС 1 7 ОВ, ь К5Напряжение на инвертирующем входепервого дифференциальногоусилителяпри этом равноЦе"1) = Ца) = 4 К. .ККонденсатор 2 заряжается постоянным токомК, Ц.с"С ь КьЕсли выполняется условие , то ток) 0 и напряжение ц на выходе,сгпервого дифференциального усилителя 1 линейно растет, пока не достигнет величины ц , после чего второй дифференциальный усилитель 3 переключается в отрицательное состояние и повторяется процесс перезарядки кон 170619 4денсатора 2, т.е. в преобразователевозникают автоколебания.За время между переключенияминапряжение на конденсаторе 2 меняетсяна величину 20 в , следовательноффКуфвремя разряда и заряда конденсатора2 соответственно равныс = -С -. -- - 4 а а20 К 1 2 СК К 0"1, К,К, +0 К,2 0 оВ 2 СКК 0В,. 0 В, - 0 КуЧастота автоколебании при этом равнаР = " -- -"Р (1 - а -)0е+е 2 д цсз Э 20 Кчгде Р,в в в - - постоянная;6 . 4 СКьКК:а- - коэффициент преКобразованияТаким образомкрутизна преобразования квадрата входного напряженияв частоту определяется только номиналами резисторов и конденсатора инапряжением стабилизации двуханодного стабилитрона и не зависит от характеристик дифференциальных усилителей.