Преобразователь напряжения в интервал времени

ш 1 503360 Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл е Н 03 К 13/17 Государственный комитет Совета Минис 1 ров СССР по делам изобретений(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛВРЕМЕНИ Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения напряжения постоянного тока, путем преобразования его в интервал времени,Известен преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом биполярного источника пилообразного напряжения, состоящего из двух разнополярных источников тока, накопительного конденсатора и синхронизированного переключателя, причем первая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом синхронизированного переключателя и общей шиной, а вторая - с входом синхронизированного переключателя, упправляющий вход которого подключен к клемме тактовой частоты, и выходами разно- полярных источников тока и инвертирующим входом дифференциального усилителя.Однако для известного преобразователя характерна сложность, обусловленная наличием специальных устройств для выделения информации о полярности преобразуемого напряжения,С целью упрощения преобразователя в него введены дополнительный синхронизированный переключатель и биполярная ключевая схема, состоящая из резистора, первый вывод которого подключен к базам двух разнополярных транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы - с соответствующими входами разнополярных источников тока, причем первый вход дополнитель ного синхронизированного переключателя соединен с входной клеммой, второй вход - собщей шиной, управляющий вход - с клеммой тактовой частоты, а выход - с неинвертирующим входом диференциального усилителя, 10 выход которого подключен к второму выводурезистора биполярной ключевой схемы.На чертеже изображена функциональнаяэлектрическая схема преобразователя.Преобразователь напряжения в интервал 15 времени содержит дифференциальный усилитель 1, инвертирующий вход которого подключен к выходу биполярного источника 2 пилообразного напряжения, который состоит из источников 3 и 4 тока положительной и 20 отрицательной полярности, накопительногоконденсатора 5, включенного между соединенными между собой выходами разнополярных источников 3, 4 тока и общей шиной 6, и синхронизированного переключателя 7, под соединенного параллельно накопительномуконденсатору 5. Соединенные между собой выходы разнополярных источников 3 и 4 тока образуют выход биполярного источника 2 пилообразного напряжения. Неинвертирующий 30 вход дифференциального усилителя 1 подклю 5033605 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 чен к выходу дополнительного синхронизированного переключателя 8, первый вход которого соединен с входной клеммой 9, а второй - с общей шиной 6. Управляющие входы синхронизированного переключателя 7 и дополнительного синхронизированного переключателя 8 соединены с клеммой 10 тактовой частоты. Выход дифференциального усилителя 1 подключен к биполярной ключевой схеме 11, состоящей из резистора 12, первый вывод которого соединен с базами двух транзисторов 13 и 14 разной полярности, эмиттеры которых соединены с общей шиной 6, а коллекторы - с входами биполярного источника 2 пилообразного напряжения, причем эмиттер транзистора 13 подключен к входу источника 3 тока положительной полярности, а эмиттер транзистора 14 - к входу источника 4 тока отрицательной полярности. Выходные клеммы преобразователя 15 и 16 соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 13 и 14 биполярной ключевой схемы 11.Преобразователь напряжения в интервал времени работает следующим образом.В исходном состоянии неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 через синхронизированный переключатель 8 подключен к общей шине 6, а синхронизированный переключатель 7 замкнут. Напряжения на входах дифференциального усилителя 1 и его выходе равны нулю, при этом разнополярные источники 3 и 4 тока отключены запертыми транзисторами 13 и 14 биполярной ключевой схемы 11.В момент времени Т соответствующий началу импульса тактовой частоты на клемме 10, синхронизированный переключатель 7 размыкается, а дополнительный синхронизированный переключатель 8 подключает неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 к входной клемме 9, после чего входное напряжение У.поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1, который его усиливает. Биполярная ключевая схема 11 управляется выходным напряжением дифференциального усилителя 1.Если входное напряжение У имеет положительную полярность, то выходным напряжением диффвренциального усилителя 1 положительной полярности открывается транзистор 13 биполярной ключевой схемы 11, при этом включается источник 3 тока положительной полярности источника 2 пилообразного напряжения, накопительный конденсатор 5 начинает заряжаться, напряжение У, на накопительном конденсаторе 5, имеющее положительную полярность, увеличивается, а разность напряжений между входами неинвертирующим и инвертирующим дифференциального усилителя 1 уменьшается. Заряд накопительного конденсатора 5 продолжается до момента времени Т, когда при равенстве напряжений У., и У, происходит компарирование, при котором выходное напряжение дифференциального усилителя 1 становится равным нулю, транзистор 13 закрывается, выключая источник 3 тока, заряд конденсатора 5 пр екр ащается.В дальнейшем до момента времени Тз, соответствующего окончанию тактового импульса, напряжение У, на накопительном конденсаторе 5 запоминается и остается равным напряжению У за счет компенсационной релейно-следящей обратной связи выхода дифференциального усилителя 1 с его инвертирующим входом через биполярный источник пилообразного напряжения, В момент времени Тз неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 переключается на общую шину 6, переключатель 7 замыкается, накопительный конденсатор 5 разряжается, преобразователь возвращается в исходное состояние.Таким образом, между моментами времени Т, и Т на выходе дифференциального усилителя 1 формируется импульс положительной, а на выходной клемме 15 - отрицательной полярности, длительность которых, равная времени заряда накопительного конденсатора 5 до напряжения Ус= Упропорциональна величине преобразуемого напряжения.Если входное напряжение У, имеет отрицательную полярность, то заряд накопительного конденсатора 5 осуществляется источником 4 тока отрицательной полярности при открытом транзисторе 14 биполярной ключевой схемы 11, при этом на выходе дифференциального усилителя 1 и на выходной клемме 16 формируются импульсы, соответственно отрицательной и положительной полярности, длительность которых пропорциональна напряжению К,. Формула изобретения Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом биполярного источника пилообразного напряжения, состоящего из двух разнополярных источников тока, накопительного конденсатора и синхронизированного переключателя, причем первая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом синхронизированного переключателя и общей шиной, а вторая - с входом синхронизированного переключателя, управляющий вход которого подключен к клемме тактовой частоты, выходами разнополярных источников тока и инвертирующим входом дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены дополнительный синхронизированный переключатель и биполярная ключевая схема, состоящая из резистора, первый вывод которого подключен к базам двух разнополярных транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы - с соответствующими входами разнополярных источников тока, причем первый вход дополнительного синхронизированного переключателя соединен с входной503360 Составитель Н. Баринова корректор А. Галахова актор Т, Янова хред А, Камышникова 7 Тираж 1029ого комитета Совета Министизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/ ПодписССР аказ 901/1 НИИ ов пография, пр. Сапунова, 2 клеммой, второй вход - с общей шиной, управляющий вход - с клеммой тактовой частоты, а выход - с неинвертирующим входом Изд. М 113 Государственн по делам113035, Москва,дифференциального усилителя, выход которого подключен ко второму выводу резистора биполярной ключевой схемы.