Преобразователь напряжения в частоту

ОЛИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1769735 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 04 исоединением заявкиГосударственнын комите СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07.10.8А. Ивано ппленной единения Специальное кон автоматики Чебо рукторское бюро систем п арского производственного ПРОМПРИБОР ЛЪ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ 4) ПРЕОБРАЗ Изобретение относится к информационной технике, в частности к преобразователям знакопеременного напряжения в частоту следования импульсов. Оно может быть использовано, в частности, в аналого-цифровых интеграторах.Известен преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, выполненный по принципу периодического интегрирования с импульсной обратной связью (11.Недостаток схемы - возможность преобразования напряжения только одной полярности.Прототипом изобретения является преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выход которого подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены через резисторы соответственно с источниками опорного напряжения положительной и отрицательной полярностей, а выходы соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, последовательный резисторный делитель, включенный между выходами компараторов, средняя точка которого через нелинейную электрическую цепь с двусторонней зоной нечувствительности подключена к входу интегратора, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно с вторыми входами первого и второго компараторов (2.Данный преобразователь работает приобеих полярностях входного напряжения.Его недостатком является сложность настройки. В процессе настройки при изменении коэффициента преобразования для одной из полярностей меняется также средний коэффициент преобразования для обеих поги лярностей, Поэтому для настройки равенства коэффициентов преобразования для обеих полярностей без изменения среднего коэффициента преобразования необходимо нс менее двух подстроечных элеменгов.Целью изобретения является упрощениенастройки преобразователя.Поставленная цель достигается тем, чтов известном преобразователе напряжения в частоту, содержащем интегратор, выход 20 которого подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены через резисторы соответственно с источнпкамн опорного напряжения положительной и отрицательной полярностей, а выходы соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, последовательный резисторный делитель напряжения, включенный между выходами компараторов, средняя 3:) точка которого через нелинейную электри05 ческую цепь с двусторонней зоной нечувствительности подключена к входу интеграто. ра, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно со вторыми входами первого и второго компараторов, между выходами ключей включен переменный резистор, средняя точка которого соединена с общей шиной.На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя.Устройство содержит входную шину 1, интегратор, выполненный на резисторе 2 и операционном усилителе 3 с емкостной обратной связью, компараторы 4, 5, первые входы которых подключены к выходу интегратора, источник положительного опорного напряжения 6, источник отрицательного опорного напряжения 7, ключи 8 и 9, выполненные на полевых транзисторах, последовательный резисторный делитель напряжения, включенный между выходами компараторов 4 и 5 и выполненный на резисторах 10 и 11, нелинейную электрическую цепь с двусторонней зоной нечувствительности, выполненную на двуханодном стабилитроне 12, выходные шины 13 и 14, резисторы 15 и 16, переменный резистор 17. Вторые входы компараторов 4 и 5 подключены соответственно через резисторы 15 и 16 к источникам опорного напряжения 6 и 7. Входы елючей 8 и 9 подключены соответственно к вторым входам компараторов 4 и 5, а их выходы соединены переменным резистором 17, средний вывод которого соединен с общей шиной. Управляющие входы ключей 8 и 9 подключены соответственно к выходам компараторов 4 и 5.Преобразователь работает следующим образом. При отрицательном входном сигнале выходное напряжение компаратора 5 положительно. При отрицательном выходном напряжении компаратора 4 ключ 8 заперт, и ко второму входу компаратора 4 приложено положительное опорное напряжение источника 6. Ключ 9 заперт, Напряжение на выходе 14 близко к нулю и не превышает порогового значения цепи 12. При достижении в процессе интегрирования выходным напряжением интегратора значения, равного опорному напряжению источника 6, выходное напряжение компаратора 4 становится положительным; при этом ключ 8 отпирается и блокирует опорное на.- пряжение на инвертирующем входе компаратора 4, устанавливая его равным сумме падений напряжений на открытом ключе 8 и верхнем по схеме участке переменного резистора 17.Напряжение на выходе 14 становится положительным и равным среднему арифметическому значению напряжений ограничения по выходу компараторов 4 и 5. Его значение превьииает пороговое напряжение цепи 12, поэтому на вход интегратора через цепь 12 поступает положительный ток, по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 абсолютной величина значительно превы. шающий ток через резистор 2, пропорциональный входному напряжению преобразователя, Выходное напряжение интегратора быстро уменьшается до напряжения, равного сумме падений напряжений на открытом ключе 8 и участке резистора 17, после чего компаратор 4 вновь изменяет свое выходное состояние, напряжение на выходе 14 становится близким к нулю, выходное напряжение интегратора снова начинает увеличиваться, и преобразователь продолжает действовать указанным образом циклически далее.Таким образом, при постоянном отрицательном входном напряжении преобразователя на его выходе 13 имеют место положительные треугольные импульсы, задний фронт которых при надлежащем выборе электрических характеристик элементов преобразователя легко может быть получен настолько короче переднего фронта, что эти импульсы можно использовать как пилообразные, а на выходе 14 имеют место узкие положительные прямоугольные импульсы, амплитуда которых практически равна пороговому напряжению цепи 12, а длительность постоянна (равна длительности заднего фронта треугольных импульсов на выходе 13) и не зависит от величины входного напряжения преобразователя.При положительном входном сигнале устройство работает аналогично. При этом выходное напряжение компаратора 4 отрицательно, а выходное напряжение компаратора 5 периодически на короткое время переходит от положительного значения к отрицательному; при этом на выходе 13 имеют место отрицательные пилообразные импульсы, частота следования которых пропорциональна абсолютной величине входного напряжения преобразователя, а на выходе 14 - короткие отрицательные импульсы.При изменении положения движка переменного резистора 17 коэффициент преобразования для одной из полярностей возрастает, для другой - снижается. При этом средний коэффициент преобразования для обеих полярностей остается постоянным. Таким образом, оказывается возможным независимая регулировка коэффициента преобразования (например, путем регулирования сопротивления резистора 2) и уравнивание коэффициентов преобразования для разных полярностей входного сигнала. Таким образом, включение между выходами ключей переменного резистора, средняя точка которого соединена с общей шиной, позволяет упростить настройку преобразователя,Формула изобретения Преобразователь напряжения в частоту,содержащий интегратор, выход которого769735 Составитель В. ДмитриевРедактор Б. Федотов Техред И. Пенчко Корректор М, Гаврилова аказ 2412 11 Изд. М 504 Тира;к 995 ПодписноеНГО;Поиск Государственного когиитста СССР по делак 1 изобретений и открытий113005, Москва, Ж, Раугискан нао., л. 4 5 ипографпн,. ир. Сапунова, 2 подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены через резисторы соответственно с источниками опорного напряжения положительной и отрицательной полярностей, а выходы соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, последовательный резисторный делитель напряжения, включенный между выходами компараторов, средняя точка которого через нелинейную электрическую цепь с двусторонней зоной нечувствительности подключена к входу интегратора, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно с вторыми входами первого и второго компараторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения настройки преобразователя, между выходами ключей 5 включен переменный резистор, средняя точка которого соединена с общей шиной,1 Лсточн 11 ки информации,принятые во внимание при экспертизеО 1. Патент США3022469, кл, 332-14,1963.2. Авторское свидетельство СССР512574, кл. Н 03 К 13/20, 11.11.74 (прототип).