Способ преобразования напряжения малого уровня в частоту следования импульсов

304689 Союэ Советскик Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЫПК Н 031 с 13/20Ст 061 Зу 00 аявлено 27.Х 1,1969 ( 1379 24 рисоединением заявкиПриорите омитет по делам обретении и открытийри Совете МинистровСССР чДК 681,325(088 8 публиковано 25 Х,1971. Бюллетень17ата опубликования описания 8 Х 11.1971 Авторы зобретения В, В. Б в, А, Г. Рыжевский, В. ф. Тарасов и В. М. Шляндин ензенский политехнический инститахо Заявител ПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ МАЛОГО УРОВНЯ В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВоситсяной тех преобока, в к ванияем доз Изобретение отн к области цифровойэлектроизмеритель ники,Известен способ разования напряжения постоянного т отором используетсяпринцип интегриро постоянного напряжения с применени ированного эталонного разряда.Этот способ требует применения высокостабильного интегратора, источника опорного напряжения и высококачественного узла сравнения напряжений. Все указанные блоки существенно влияют на точность измерения. Интегратор выполняется на основе операционного усилителя постоянного тока, при работе которогов области малых значений входной величинызначительное влияние оказывает дрейф нуля.Это обстоятельство затрудняет цифровое измерение малых сигналов.Известен также способ преобразования напряжения в частоту импульсов, в котором производится интегрирование постоянного напряжения с переменой направления интегрирования,Способ также имеет ряд недостатков, основными из которых являются сложность реализации интегратора на постоянном токе, наличие двух стабильных уровней напряжения, необходимость двух сравнивающих устройств(или одного устройства с двумя режимами работы). Предлагается способ преобразования напряжений постоянного тока малых уровней в частоту следования импульсов, позволяющий значительно снизить требования к стабильности рабочих характеристик основных уз.пов преобразователя напряжения в частоту и в связи с этим повысить точность преобразования при работе в диапазоне малых входных сигналов.Предлагаемый способ основан на предвари тельном преобразовании входного постоянногонапряжения в переменное, с последующим интегрированием переменного напряжения, причем наличие строго дозированного разряда и заряд интегратора обеспечивают перемену 15 знака интегрирования в моменты равенстванулю интеграла от входного сигнала, Характерным для способа является синхронная работа модулирующего устройства с устройством, подающим дозированные заряды. Частота 20 переключений дозированных зарядов или частота модуляции и яв.пяется выходной частотой,Предварительная синхронизированная модуляция входного сигнала позволяет проводить интегрирование по переменному току, что яв ляется значительно более простой задачей,чем интегрирование малых сигналов по постоянному току, т. е. можно исключить УПТ.Фиг. 1 поясняет предлагаемый способ.Здесь: а - преобразуемый сигнал; б - про интегрированный сигнал; в - выходная (мо.20 лх1 к 1 о 1 о дулирующая) частота; г - модулированный сигнал; д - дозированные зарядные (разрядные) импульсы; е - характерные моменты времени работы преобразователя по описываемому способу.С момента времени 1 до момента 1, интегрируется сумма напряжений модулированного входного (У,-) и дозированного (Ьо) напряжений. Далее производится интегрирование лишь модулированного сигнала (действие дозированного заряда закончилось) до момента 1 о. Если 1, - 11=- 1" (длительность дозированного заряда), а 1; - 1,= Т то для этого интервала времени: Это выражение можно привести к виду",1 оо - 1 хо = 1 Хх - 1 хоКак видно по фиг. 1, моменты равенства интеграла нулю являются моментами смены полуволй модулирующей частоты и моментами поочередного введения разнополярных импульсов стабильной вольтсекундной площади.На фиг. 2 представлена блок-схема, реализующая предлагаемый способ.Здесь: 1 - модулятор; 2 - разделительный конденсатор; 3 - интегратор; 4 - нуль-орган;5 - коммутирующее устройство; 6 - формирователь дозированных зарядов.Входной сигнал поступает на модулятор 1 и промодулированный через разделительный 5 10 1525 30 35 конденсатор 2 подается на вход интегратора 3. Одновременно с изменением фазы промодулированного сигнала на вход интегратора с блока 6 поступает дозированный заряд стабильной вольтсекундой площади полярности, противоположной сигналу с модулятора.В момент равенства сигнала интегратора нулю нуль-орган 4 обрабатывает сигнал, меняющий фазу коммутирующего сигнала устройства 5, которое воздействует на модулятор 1 и одновременно на формирователь 6 дозированных зарядов, В результате а входе итегратора меняется полярность модулированного сигнала и дозированного заряда. Далее процесс повторяется, только интегрирование ведется в другом направлении до момента равенства нулю сигнала с интегратора и т. д. Выходной частотой являются сигналы пуль-органа,Предмет изобретения Способ преобразования напряжения малого уровня в частоту следования импульсов, основанный на интегрировании с подключением дозированного эталонного заряда в моменты достижения проинтегрированным сигналом определенных уровней, отличающийся тем, что с целью повышения точности преобразования и упрощения схемной реализации, преобразуемый сигнал модулируют, интегрируют модули- рованый сигнал, определяют моменты равен. ства интегрируемого сигнала нулю и в эти моменты изменяют фазу коммутирующего сип 1 ала и одновременно формируют и подают а интегрирование импульс стабильной вольтсекуедной 1 площади полярностью, противополож. ной полярности модулированного сигнала,304689 Раг l г Составитель В, Д. МахнановБ, С. Нанкина Тсхрсд Е, Борисова Корректор Л. Б. Бадылама ак биография, пр, Сапунова Заказ 178 ШИИПИ О Изд. М 748 Тираж 478 Подписное омитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д, 45