Преобразователь напряжения в частоту

А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХсаавщншипРЕСПУБЛИК 1191 (11 51)4 Н 03 0 ЫЙ КОМИТЕТ СССР ОСУДАРС Е(57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, Может использоваться в аналого-цифровых интеграторах с контуром сглаживания выходного напряжения. Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение его надежности, достигается путем исключения диодно-резиетивных цепей сброса и инверторов. Устройство содержит интегратор 1 наоперационном усилителе (ОУ) 2 свходным резистором 3 и конденсато-.ром 4, ключ 5 разряда конденсатора,выполненный на транзисторе 7 и резис.торе 6, компараторы 8,и 9, образованные ОУ. 10 и 11, цепями заданияпорогов на резисторах 12-15 и источниках 16 и 17 разнополярных напряжений и цепями на резисторах 18-20 иконденсаторах 21 и 22, логическийэлемент ИЛИ 23, ключи на транзисторах 24"и 25. Устройство может такжеприменяться в системах контроля иуправления с шаговыми двигателями иреверсивными счетчиками импульсов.2 ил,12 З 8238Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено преимущественно для аналогоцифровых интеграторов с контуромсглаживания выходного напряжения,может применяться также в системахуправления и контроля с шаговымидвигателями и реверсивными счетчиками импульсов.Целью изобретения является упрощениепреобразователя и повышениеего надежности,На фиг, 1:. приведена функциональ-наясхЕма предлагаемого преобразователя напряжения в частоту; на фиг.2временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит интегратор 1на операционном усилителе 2 с выходным резистором 3 и конденсатором 4в цепи отрицательной обратной связи,ключ 5 разряда конденсатора, выполненный на резисторе 6 и транзисторе 7, два компаратора 8 и 9, образованных операционнымй усилителями10 и 11, цепями задания порогов нарезисторах 12-15 и источниках 16 и17 разнополярных напряжений и цепями Цинами 1 еской положительнойобратной связи на резисторах18-20 и конденсаторах 21 и 22,Выходы компараторов 8 и 9, через логический элемент ИЛИ 23 соединеныс управляющим входом ключа 5 разряда конденсатора 4 и с управляющимивходами ключей 24 и 25, входы кото.рых соединены с выходами цепей задания порогов срабатывания компараторов (точки соединения соответствен но резисторов 12, 13 и 14, 15), авыходы подключены к суммирующей точке интегратора 1,Устройство работает следующим образом,В исходном положении, когда выходное напряжение интегратора О близко к нулю,операционные усилители 1 О и 11 в компараторах 8 и 9 под" действием напряжений уставок с резис тивных делителей 12, 13 и 14, 15 находятся в состоянии положительного насыщения. При этом ключи 5 , 24 и 25 закрыты и пороги срабатывания компараторов 8 и 9 определяются напряжениями на выходах резистивных делителей 12, 13 н 1 Д, 15.В случае положительной полярности входного напряжения 0(0 О) напряжение 11 на выходе интегратора 1уменьшается по линейному закону со скоростью, определяемой величинойвходного напояжения 13 и постоянной 5 времени=В.С где В - сопротив"ление резистора 3; С - емкость кондесатора 4.Когда напряжение. 11 достигает поро.га срабатывания П = ЕВ/(В,+ Р)сЕ43где Е - напряжение источника 16 аВ, и В 1 - соответственно сопротивления резисторов 12 и 13, компаратор 8 релейно (благодаря дЕйствиюцепи динамической положительной обратной связи на резисторах 18 и 19и конденсаторе 21) переходит в состояние отрицательнцга насыщения(Ц 8 = 11). Под действием напряжения11 открываются ключи 5 и 24. В результате этого конденсатор 4 разряжается, во-первых, через открытый транзистор 7 и токоограничивающий резистор 6 и, во-вторых, через,напряжению Б .Первая составляющая тока разрядаизменяется по экспоненциальному за- ЗО кону, а вторая. характеризуется постоянным значением, вследствие чегодостигаете;. быстрый разряд конденсатора 4 .(через открытый ключ 5)при относительно большой скоростиизменения выходного напряжения интег"ратора 1 вблизи нулевого уровня (эасчет тока через ключ 24, имеющеговеличину 1,= Е,/В ). Это позволяет,сделать время сброса (, ) интегра тора в исходное состояние пренебрежимо малым по сравнению с временеминтегрирования входного сигнала (Т )При достижении напряжением П,уровня отпускания Б компаратора 8 45 последний релейно переходит в состояние положительного насыщения, вследствие чего ключи 5 и 24 закрываютсяи выходное напряжение интеграторавновь начинает линейно изменяться от 5 О УРовнЯ Б До значениЯ У,з, и пРоЦесспериодическн повторяется.. Порог отпускания компаратора Б определяющий начальный уровень пилообразного напряжения, близок к нулевому потенциалу, поскольку при открытом ключе 24 и отсутствии тока через цепь положительной обратной связи в момент отпускания компарато1238238 81/1 С 4и,и ра 1,что достигается соответствующимвыбором постоянной времени перезаряда конденсатора 21 и сопротивлениямирезисторов 18 и 19) величина, порогаотпускания определяется смещениемнуля операционных усилителей 2 и 10и сопротивлением открытого ключа 24и практически составляет единицымилливольт,Аналогичным образом работает преобразователь и при отрицательной полярности входного напряжения.Выходы компараторов образуют дифференциальный выход преобразователя так как в зависимости от знака входного напряжения импульсный сигнал формируется на выходе либоодного, либо другого компаратора. С выхода логического элемента ИЛИ 23 снимается частотный сигнал, соответствующий модулю вхоДного напряжения.При выборе сопротивлений резисторов 3, 12, 14 и 6 из условия ,Т частота повторения импульсов на выходе преобразователя пропорциональна .,входному напряжению,гдео=У, -Б,-Ц - ширина петли гистерезиса компараторов 8 и 9.Таким образом, благодаря включению ключей между выходами цепейзадания порогов компараторов и суммирую. щее точкой интегратора обеспечиваетНИИПИ Заказ 3304/58роизв.-полигр. пр-тие,ся формирование, дополнительной составляющей тока сброса интегратора исоответственно большая скорость изменения пилообразного напряжения 5вблизи начального уровня без применения в преобразователе диодно-резистивных цепей сброса интеграторов на выходах компараторов, в результате чего достигается упрощение пре О образователя и повышение его надежности. Формула изобретения Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор на опе рационном усилителес конденсатором в цепи обратной связи, ключ разряда конденсатора, два компаратора раэно .полярных порогов срабатывания, снабженных цепями задания и цепями динами ческой положительной обратной связи, причем сравнивающие входы компараторов подключены к выходу интегратора, 25 а выходы компараторов через элементИЛИ подключены к управляющему входу ключа разряда конденсатора, и два ключа, управляющие входы которых подключены к выходам компараторов, о т л и ч а ю щ.и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения его надежности, входы ключей соединены с выходами цепей задания порогов, а выходы ключей подключены к суммирующей точке интегратора. аж 816 Подписное город, ул. Проектная, 4