Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов

(51) М. Кл.2 Н ОЗК 13 с прис нением заявкиГосударственный и Совета Министров по делам изобре и открытиймитетСССР иий Опу оритет пковано 15,09.77, Бю опубликования овписа 681.325 (088.8 етень Да 13.09.7 2) Авторы(71) Заявит ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к области электрических измерительных преобразователей, которые могут быть использованы при обработке информации от датчиков физических величин, имеющих нелинейную (логарифмическую) характеристику, например от газоацализаторных датчиков,Известен преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий интегрирующий конденсатор, соединенный с 10ключом и входом порогового элемента, причем цепь управления ключом подключена квыходу порогового элемента 11.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий интегрирующую цепь, состоящую из конденсатора и резистора, подключенного к входу преобразователя, пороговое устройство и источник опорного напряжения, соединенный с кондецсатором через ключ, управляющий вход которогоподключен к выходу порогового устройства 12.Известные преобразователи имеют ограниченные функциональные возможности, в частности они пе позволяют получить в широком 2диапазоне выходную частоту, пропорциональную антилогарифму входного сигнала,Целью изобретения является расширениефункциональных Возможностей преобразователя. Для этого в предлагаемый преобразо ватель напряжения в частоту следования им пульсов введены дополнительные конденсаторы, соединенные с источником опорного напряжения через дополнительные ключи, управляющие входы которых подключены к выходу порогового устройства, причем каждый конденсатор соединен с входом порогового устройства через резистор,Функциональная электрическая схема преооразователя показана на чертеже.Преобразователь содержит интегрирующую цепь, состоящую из конденсатора 1 и резистора 2, пороговое устройство, выполненное ца дифференциальном усилителе 3 с цепью положительной обратной связи, состоящей из резистора 4 и конденсатора 5, источник 6 опорного напряжения, соединенный с конденсатором 1 через ключ на транзисторе 7, база которого через резистор 8 подключена к выходу порогового устройства, дополнительные конденсаторы 9 и 10, соединенные с источником 6 через дополнительные ключи ца транзисторах 11 и 12, базы которых подключены к выходу порогового устройства через резисторы 13, 14. Конденсаторы 9, 10, 1 соединены с входом порогового устройства через резисторы 15, 16, 17. Описываемый преобразователь имеет два доголнительных конденсатора с дополнительными ключами; при необходимости их число может быть иным.Преобразователь работает следующим образом.При срабатывании порогового устройства 3 импульс на его выходе отпирает транзисторы 7, 11, 12, заряжая конденсаторы 1, 9, 10 до опорного напряжения. По окончании импульса на выходе порогового устройства (длительность которого выбирается много меньше минимального периода выходной частоты) транзисторы 7, 11, 12 запираются и конденсаторы разряжаются с различными постоянными времени, причем токи их разряда суммируются на входе порогового устройства. Так как знак входного напряжения противоположен знаку опорного напряжения, в некоторый момент времени напряжение на входе порогового устройства переходит через нулевой уровень, вызывая срабатывание порогового устройства. Частота сигнала на выходе порогового устройства при соответствующем выборе параметров схемы экспоненциально зависит от отношения входного напряжения к опорному, т, е, пропорциональна антилогарифму входного сигнала. Ширина динамического диапазона, в котором реализуется данная зависимость, определяется числом дополнительных конденсаторов, так как каждый конденсатор оказывает влияние на момент срабатывания порогового устройства лишь в течение ограниченного интервала времени, соответствующего времени разряда данного конденсатора, и, следовательно, введение каждого дополнительного конденсатора с постоянной времени разряда, меньшей, чем для остальных, позволяет расширить динамический диапазон в область более высоких частот.Таким образом, предагаемый преобразователь по сравнению с известными имеет более 5 широкие функциональные возможности, обеспечивая получение выходной частоты, пропорциональной антилогарифму входного сигнала, в широком динамическом диапазоне.1 О Формула изобретенияПреобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий интегрирующую цепь, состоящую из конденсатора и резистора, подключенного к входу преобразователя, пороговое устройство, источник опорного напряжения, соединенный с конденсаторомчерез ключ, управляющий вход которого подключен к выходу порогового устройства, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расшире 2 О ния функциональных возможностей, в преобразователь введены дополнительные конденсаторы, соединенные с источником опорногонапряжения через дополнительные ключи, управляющие входы которых подключены к вы 25 ходу порогового устройства, причем каждыйконденсатор соединен с входом пороговогоустройства через резистор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе30 1. Баранов Л, А. и др. Конденсаторные преобразователи в автоматике и системах управления, Энергия, 1969, с. 25, рис. 19.2. Авторское свидетельство Мо 453793,кл. Н ОЗК 13/20, 14.05,73.572920 Заказ 1982/9Н Изд, Мо 751 Тираж 1080 осударственного комитета Совета Министров С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5