Преобразователь емкости в интервал времени

(54) ПРЕОБРАЗО ТЕРВАЛ ВРЕМЕН (57) Изобретение рительной гехник в измерительных ример в измерит изобретения - ра И.относится к электроизмее и может использоваться приборах и системах, панелях добротности. Цель сширение функциональных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ.335 (088.8)кое свидетельство СССРл. С, 01 Р 27/26, 1980.свидетельство СССР У 7986327/26, 1979. возможностей преобразователя. Преобразователь состоит из последовательно соединенныхколебательного контура 1, усилителя 2, детектора 3, блока выделения экстремума 4,триггера 5, а также последовательно соединенных функционального преобразователя 6,источника пилообразного .напряжения 7, блокауправления 8, а также из высокочастотногогенератора 9, источника напряжения смещения 10, ключа 11, элементов развязки 12 и13, преобразуемой емкости 14. Колебательный контур образован из катушки индуктивности конденсатора и цепочки с последова.тельно включенными конденсатором и варикапом. Конденсатор этой цепочки разделяетпостоянную составляющую варикапа и источника 10. 2.ил,1195291 1Изобретение относится к электроизмери.тельной гехнике и может использоваться визмерительных приборах и системах, напри.мер в измерителях добротности.Цель изобретения - расширение функцио.нальныхвозможностей преобразователя.На фиг. 1 представлена функциональная,схема преобраэовагеля; на фиг, 2 - блоксхема блока управления.Преобразователь состоит из последовательносоединенных колебательного контура 1 (измерительного двухполюсника), усилителя 2, ., детектора 3, блока выделения экстремума4,. триггера 5, а. также последовательносоединенных функционального преобразователя 6, источника пилообразного напряжения7, блока управления 8, а также из высокочастотного генератора 9, источника напряжения смещения 10, ключа 11, элементов развязки 12 и 13, преобразуемой емкости 14,В состав колебательного конгура входят.катушка индукгивности, конденсагор и цепочка с последовательно включенными конденсатором и варикапом, Конденсатор этойцепочки служит для разделения по постоянной составляющей варикапа и источниканапряжения смещения. Источник напряжениясмещения 10 служиг для задания необходимого режима по постоянному току при измерении емкости варикапа и не оказывает влияния на работу преобразователя при измерении емкости. конденсаторов,Элементы развязки 12 и 13 служат дляразвязки цепей постоянного и переменногонапряжений. В исходном состоянии на. зажимах преобразуемая емкость отсутствуег. Высокочастогный генератор 9 вырабатывает напряжение синусоидальной формы, которое прикладывается к колебательному контуру 1, На выходе источника пилообразного напряжения 7 действует пилообразное напряжение. Это напряжение поступает на функциональный преобразователь 6, с выхода которого изменяющееся напряжение подается на варикап колебательного контура. При минимальном изменяющемся ,напряжении на варикапе последний имеег мак 1симальную емкость, и контур настраивается . . в резонанс. Из контура напряжение синусоидальной формы поступает на вход усилителя 2, а с его выхода - на детектор 3, Далее продетектиров анное напряжение колоколообраз. ной формы подается на вход блока выделе. ния экстремума 4 Последний вырабатывает импульс напряжения в момент экстремума входного сигнала. Импульс с выхода блока 4 поступает на раздельный вход триггера 5. При измерении емкости (конденсатора иливарикапа)4 он подключается к зажимампреобразователя,Как и в первом случае. напряжение пилообразной формы поступает на вход функцио.нального преобразователя 6. Функциональныйпреобразователь формирует из пилообразногонапряжения напряжение смешения Ос (Ф),которое подается на варикап колебательного10 контура. Функциональный преобразовательформирует напряжение тактовой формы, что.бы емкость варикапа колебательного контураимела линейную зависимость от времени. Вкачестве функционального преобразователяможет использоваться кусочно-линейный аппроксиматор. Емкость варикапа колебательногоконтура изменяется по закону,=С- К,где СК - емкость колебательного контура,20 при котором наступает резонансна рабочей частоте;К - крутизна изменения емкости ва.рикапа колебательного контура,постоянная величина;- время, 0 (( Т , где Т - длительность напряжения пилы.При поступлении напряжения смещения наварикап колебательного контура последнийизменяет значение своей емкости от максимального значения до минимального.С поступлением изменяющегося напряженияна варикап колебательного контура последнийпериодически с частотой поступления изменяющегося напряжения настраивается в резонанс,Если момент резонанса в контуре беэ преобразуемой емкости 1, а с преобразуемой ем-костью 12, то емкость варикапа колебательного контура изменится за значение, равноевеличине преобразования емкостиСь-к)-Сх40 и 1С=КИх Игде К - крутизна изменения емкости варикапа колебательного контура постоян 1, ная величина.45Из (1) следует, что измеряемая емкостьпропорциональна интервалу времени НИзменение напряжения смещения на выходефункционального преобразователя 6 начинаетсяот уровня, при котором контур 1 без измеряемой емкости 14 настроен в резонанс. Нача.ло изменения напряжения смещения синхронизируется через источник пилообразного напряжения 7 блоком управления 8, который устанавливает триггер 5 в этот момент времени(1) в единичное состояние, При поступленииизмеряемой емкости 14 на измерительныепозиции при настройке контура в резонанс(момент времени 1) на выходе блока выска едактор М. Петрова Корректор Тираж 747ИПИ Государственного комитетао делам изобретений и открытий, Москва, Ж, Раушс 1 сая наб акаэ 7411 50 сное ВН д. 4/5 130 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 деления экстремума 4 появится импульс, который сбросит триггер 5 в другое состояние. При наличии емкости 14 процесс выработки входных импульсов триггера 5 циклически повторяется. На выходе триггера 5 будут дей ствовать импульсы длительностей Н; т, е. пропорционально С В момент времени (т - ) на выходе генератора пилообразного напряжения будетнапряжение, пропорциональное С, которое поступает через ключ 11 на второй выход ;устройства, ключ управляется выходным импульсом блока. Следовательно, преобразователь позволяет получить два параметра электрического сигнала - длительность импульса и напряжение, которые пропорциональны измеряемой емкости С, что определяет его более широкие функциональные возможности. Блок управления (фиг. 2) содержит генера. гор импульсов 15 и блок задержки 16. Выход генератора импульсов соединен с входом генератора импульсов блока задержки. Сигнал с выхода генератора импульсов поступает, кроме того, на .вход источника пилообразного напряжения 7, а с выхода блока задержки - Йа соответствующий вход триггера 5. 1195291 4 Формула изобретения Преобразователь емкости в интервалвремени, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, с модулируемыми параметрами, высокочастот ный генератср, блок выделения экстремума, триггер, ключ, причем вход блока выделения экстремума подключен к двухполюснику через 1 О последовательно соединенные усилитель идетектор, а его выход - к одному иэ входов триггера, выход которого подключен к управляющему входу ключа, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные блок управления, генерагор пилообразного напряжения, функци.ональный преобразователь и источник напря-"жения смещения, выход .генератора пилообразного напряжения соединен с рабочим входом ключа, а выход функционального преобразова.теля соединен через элемент развязки с варикапом измерительного двухполюсника, а управляющий вход ключа соединен с выходом блока выделения экстремума и входом триггера, выход источника напряжения смещения соединен через элемент развязки с зажимом. для подключения измеряемого конденсатора,временным выходом преобразователя является выход триггера.