Преобразователь напряжения в частоту

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь,111 492036 Соаа Соватоких Социалистических Реваблик(22) Заявлено 17.04.73 (21) 1908359/26-2с присоединением заявки Ме Ф) Приоритет Ыьгииотров С Со" Опубликовано 15,11,75, Бюллетень Ме 53) УДК 681.325(088.8) о долам изобретений крытии Дата опубликоваьшя описания 01.04.7 72) Авторы нзобретени 71) ЗаявительО. П. Синицкий, В. И, Губарь тдена Ленина политехнический иой Октябрьской социалистхческо Е. Т. Володарскь итут им. ь 0-летиреволюции ОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТ но к нулевому входу первого триггера, управляющего первым ключом, и к единичному входу второго триггера через первую схему задержки, выход основного компаратора под ключен к нулевому входу второго триггера ик запускающей схеме, а также через вторую схему задержки соединен с единичным входом первого триггера, выходы второго триггера и запускающей схемы соединены со входами О схемы ИЛИ, управляющей вторым ключом.На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.На фиг, 1 обозначено: 1 - интегратор, 2 и 3 - 5 компараторы, 4 - формирователь импульсов,5 и 6 - схемы задержки, 7 и 8 - триггеры, 9 - запускающая схема, 10 - схема ИЛИ, 11 н 12 - ключи, 13 - источник эталонного напряжения, 14 - эталонный конденсатор емкостью 0 С,15- конденсатор интегратора 1 емкостью ато- вым Интегратор рами 2 и 3. Ко входом тригге 5 с единичным в запускающую мы ИЛИ 10 мирователем ь импульсов сое 0 гера 7 и черезиресхе тель триг- ным Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении точных измерительных преобразователей, а также цифровых вольтметров постоянного и переменного тока.Известен преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ), содержащий интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, эталонный конденсатор, подключенный через первый ключ ко входу интегратора н через второй ключ ко входу источника эталонного ььапряжения.Известный преобразователь имеет следующие недостатки: прн измец фронтов импульсов, управляющих ключами, возможно паразитное прохождение тока на вход интегратора; изменение длительности импульса ждущего мульти 1 вибратора вызывает погрешность во всем рабочем диапазоне преобразователя; пз-за ограниченного времени разряда эталонного конденсатора более жесткие требовшшя предъявляются к элементам обратного преобразователя и особенно к ключам.Для повышеььия точности и расширения динамического диапазона, в предлагаемый преобразователь введены дополнительный компаратор, триггеры, запускающая схема, схема ИЛИ, схемы задержки и формирователь импульсов, через который выход дополнительного компаратора подключен непосредствен 1 соединен с двумя компар мпаратор 2 соединен с нуле ра 8 и через схему задерж ходом триггера 7, а также ч схему 9 с одним из входовКомпаратор 3 соединен с млульсов 4, а формирова динен с нулевым входом схему задержки 6 с единнчвходом триггера 8. Триггер 7 соединен с ключом 11, а триггер 8 через схему ИЛИ с ключом 12. Источник эталонного напряжения 13 через ключ 12 соединен с эталонным конденсатором 14 емкость С а эталонный конденсатор 14 через ключ 11 соединен со входом интегратора 1. Входное напряжение через сопротивление поступает на интегратор 1, собранный на операционном усилителе, выход которого соединен с компараторами 2 и 3. Когда напряжение на выходе интегратора достигает уровня срабатывания компаратора 2 У (фиг, 2), то последний выдает на входы триггера 8 и схемы задержки 5 скачок напряжения. Сначала срабатывает триггер 8 и через схему ИЛИ 10 закрывает ключ 12, отключая при этом эталонный конденсатор 14 от источника эталонного напряжения 13 (Е,). ь 1 ерез время задержки схемы задержки 5 срабатывает триггер 7 и открывает ключ 11, Начинается разряд конденсатора 14 на вход интегратора 1, и конденсатор 15 емкостью С перезаряжается от Уз до У 4 (фиг, 2). При переходе напряжения на выходе интегратора 1 через уровень срабатьивания компаратора 3 Упоследний выдает положительный скачок напряжения, но формирователь импульсов 4, стоящий на выходе компаратора 3 не выдает импульса, так как он срабатывает только при перепаде ва его входе от плюса к минусу, После окончания разряда конденсатора 14, конденсатор 15 начинает перезаряжаться от входного напряжения от У 4 до Сз При переходе напряжений на выходе интегратора 1 через уровень срабатывания компаратора 3 У, последний выдаст отрицательный скачок напряжения и при этом формирователь импульсов 4 сформировывает импульс отрицательной полярности длительностью 1 - 3 мкс,Этот импульс поступает на вход триггера 7 и через схему задержки 6 на вход триггера 8. Сначала срабатывает тригер 7 и закрывает ключ 11, отключая таким образом конденсатор 14 от входа интегратора 1. Через время задержки схемы 6 срабатывает триггер 8 и открывает ключ 12. Конденсатор 14 зарядится до напряжения Еи его разряд происходит после достижения напряжением на выходе компаратора 2 уровня У,п. В дальнейшем работа происходит аналогично описанному. Таким образом, частота на выходе ПНЧ будет равна: где К - сопротивление резистора К. При включении ПНЧ может возникнуть такое состояние, что ключ 11 будет открыт, ключ 2 закрыт, а емкость С конденсатора 15 интегратора 1 заряжена, входным положитель ным напряжением. Если емкость С, конденсатора 14 при включении ПНЧ не успевает зарядиться от источника эталонного напряжения (Е), то на конденсатор 15 не поступает импульс обратной связи и устройство нахо- О дится в таком состоянии до тех пор, пока У,не становится равным нулю, а потом опять возрастает.Для устранения этого недостатка служитзапускающая схема 9, которая через схему 3 ИЛИ 10 открывает ключ 12 и перезаряжаетконденсатор 15.Таким образом, благодаря асинхронной работе триггеров 8 и 7 полностью исключается паразитное прохождение тока на вход инте гратора.Поскольку время заряда емкости эталонного конденсатора 14 равно времени ее разряда при любой выходной частоте преобразователя, то значительно уменьшается попреш ность от нестабильности многих элементов обратного преобразователя.30Формула изобретенияПреобразователь напряжения в частоту,содержащий интегратор, выход которого под ключен ко входу компаратора, эталонный конденсатор, подключенный через первый ключ ко входу интегратора и через второй ключ ко входу источника эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыше ния точности и расширения динамическогодиапазона, в него введены дополнительный компаратор, триггеры, запускающая схема, схема ИЛИ, схемы задержки и формирователь импульсов, через который выход допол нительного компаратора подключен непосредственно к нулевому входу первого триггера, управляющего первым ключом, и к единичному входу второго триггера через первую схему задержки, выход основного компарато ра подключен к нулевому входу второго триг.гера и к запускающей схеме, а также через вторую схему задержки соединен с единичным входом первого триггера, выходы второго триггера и запускающей схемы соединены со 03 входами схемы ИЛИ, управляющей вторымключом.