Преобразователь напряжения в частоту

(51) М. Кл.2 Н 03 К 13/20 Государственный кои нтет СССР ио федаи изобретений н открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах аналого-цифрового преобразова-, ния.5Известен преобразователь напряжения в частоту, выполненный по принципу периодического интегрирования с импульсной обратной связью, в котором длительность импульса обратной связи определяется периодом генера" тора тактовых импульсов (1).Однако точность работы такого преобразователя при высокой выходной частоте недостаточна. 15Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегрирующий усилитель, вход которбго соединен с входом пре- о обраэователя через первый резистор и с источником опорного напряжения через последовательно соединенные второй и третий резисторы, общая точка которых соединена с выходом ключа, компаратор, вход которого подключен к выходу интегрирующего усилителя, триггер, вход которого йодключен к выходу компаратора, а тактирующий вход - к первому входу логического элемента ЗО совпадения, второй вход которого подключен к выходу триггера, а выходк выходу преобразователя, и генератор тактовых импульсов (2).Его недостатком является наличие нелинейности, связанной с влиянием фронтов сигнала, коммутирующего ключ, и обусловленной тем, чте площадь импульса, подаваемого на ключ, соответствующая одному выходному импульсу, зависит от числа периодов тактового генератора, непрерывно воздействующих на ключ в течение перезаряда конденсатора интегрирующего усилителя.Целью изобретения является повышение линейности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь напряжения в частоту, содержащий ин- тегрирующий усилитель, вход котсрого соединен с входом преобразователя через первый резистор и источ" ником опорного напряжения через последовательно соединенные второй и третий резисторы, общая точка которых соединена с выходом ключа, компаратор, вход которого подключен к выходу интегрирующего усилителя, триггер, вход которого подключен квыходу компаратора, а тактирующий вход - . первому входу первого логи ческого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходутриггера, а выход - к выходу преобразователя, и генератор тактовых импульсов, введены формирователь дли-тельности паузы, включенный между выходом генератора тактовых импульсов и тактирующим входом триггера, инвертор, вход которого подключен к тактирующему входу триггера, и вто-, 1 О рой логический элемент совпадения, входы которого подключены к выходам триггера и инвертора, а выход - ко входу ключа.Функциональная электрическая схе ма преобразователя представлена на чертеже.Устройство содержит первый резистор 1, соединяющий вход преобразова" теля со входом интегрирующего усили- щ теля 2, источникопорного напряже" ния 3, соединенный с входом усилителя 2 через последовательно соединенные второй резистор 4 и третий резистор 5, общая точка которых соединена с выходом ключа б, компаратор 7, вклю ченный меящу выходом усилителя 2 и триггера 8, генератор тактовых импульсов 9, соединенный через формирователь длительности паузы 10 с тактирующим входом триггера 8, инвертор фи, вход которого подключен к такти-. рующему входу триггера 8, первый логический элемент совпадения 12, входы котброго;подключены к выходу и "тактирующему входу триггера 8, вто-. 35 рой логический элемент совпадения 13, входй которого подкяючены к выходамтриггера 8 и инвертора 11, а выходко входу ключа.б.Устройство работает следующим образом.В процессе интегрирования входногосигнала"йапряжение на выходе интеграл тора достигает величины порога срабатывания компаратора 7,После срабатыварб ния компаратора на входе триггера 8 появляется разрешающий сигнал,в результате чего он срабатывает от импульсапоступающег 6 на тактирующий вход.1 выхода триггераВ на вход эле- О мента 13,.поступает разрешающий сигнал.Сигнал на выходе элемента 13 соответствует по длительности импульсам на выходе формирователя 1 О.В результа. те,если для перезаряда конденсатора усилителя 2 требуется более одного ф 5 периода тактовой частоты, ключ б отпирается и запирается в каждом периоде тактовой частоты,т.е.на каждый выходной импульс, поступающий с выхода эле мента 12, приходится один ци.сл переключения ключа 6.После перезаряда конденсаАнуа интегрирующего усилителя весь процесс повторяется. Элемент 12 пропускает на выход устройства импульсы с выхода формирователя 10, совпадающие с управляющим сигналом на выходе триггера 8, Выходная частота составляет часть тактовой частоты в зависимости от входного напряжения, а максимальная выходная частота преобразователя 1 равна частоте генератора 9.РТаким образом, каждому импульсу выходной частоты соответствует полный цикл переключения ключа б. При этом погрешность; обусловленная влиянием фронтов сигнала на выходе ключа, одинакова во всем диапазоне выходного сигнала, что повьнаает линейность преобразования.Формула изобретенияПреобразователь напряжения в час-. тоту, содержащий интегрирующий усилитель, вход которого соединен со входом преобразователя через первый резистор и с источником опорного напряжения через последовательно соединенные второй и третий резисторы, общая точка которых соединена с выхо дом ключа, компаратор, вход которого подключен к выходу интегрирующего усилителя, тригтер, вход которого подключен к выходу компаратора, а тактирующий вход - к первому входу первого логического элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу триггера, а, выход - к выходу преобразователя, и генератор тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения линейности преобразоВания, в него введены формирователь длительности паузы, включенный между выходом генератора тактовых импульсов и тактирую щим входом триггера, инвертор, вход которого подключен к тактирующему входу триггера, и второй логическойэлемент совпадения, входы которого подключены к выходам триггера и инвертора, а выход - ко входу ключа,Источники информации, принятыево внимание при экспертйзе1. Экспресс-инФормация. Контрольно-измерительная техника, 9 36,1971, р. 21, с.11, рис. 1.2, Экспресс-информация. Приборыи элементы автоматики, 9 47, 1974,р. 236, с, 5-9, рис, 2..Билак 2/65 Тираж 1059 Подп ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, аказ 251 исноеСССРйд.4/5а. - .жи -ж ЛЗ Составитель В.Дмитриеведактор Л.утехина Техред О.Андрейко Корректо