Преобразователь напряжения в частоту

Сфез СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ 111886237(22) Заявлено 0501.79 (21) 2709437/18-21с присоединением заявки Йо(51)М. Клз Н 03 К 13/20 ГосударстеенныИ комитет СССР по делам изобретениИ и открытиИДата опубликования описания 30.11.81(72) Авторы изобретения В.А.Прянишников н А.М,Ланских оЛенинградский институт точной механики и оптики(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ Изобретение относится к цифровым измерительным приборам и может найти применение в аналого-цифровых преобразователях с промежуточным преобразованием аналоговой величины в частоту следования импульсов.Известен преобразователь напряже" ния в частоту, выполненный на магнитном интегрирующем элементе 11.Недостаток данного преобразователяноннженная точность.Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный интегрирующий элемент с двумя обмотками, первая из которых 15 включена между входной шиной преобразователя и входом операционного усилителя, к выходу которого подключе вход первого компаратора и источннс образцового напряжения 12). 20Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон преобразования.Цель изобретения - райаирение диа пазона преобразования.25Поставленная. цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный интегрирующйй элемент с двумя обмотками, первая нз которых включена между ЗО входной шиной преобразователя н входом операционного усилителя, к выходу которого подключен вход первого компаратора и источник образцового напряжения, введены второй компаратор вход которого подключен к выходу операционного усилителя, первый КБ- триггер, 8-вход которого подключен к выходу первого компаратора,а Е-вход к выходу второго компаратора, второй НВ-триггер, В-вход которого подключен к выходу второго компаратора, а Н-вход - к выходу первого компаратора, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам компараторбв, счетный триггер, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый элемент И, входы которого под ключены к выходам счетного триггера и первого ИЯ-триггера, второй элемент И, входы которого подключены к выходам счетного триггера и второго ВБ-триггера, и первый и второй переключатели, входы которых подключены к источнику образцового напряжения, управляющие входы - соответственнок выходам первого и второго элементов И, а выходы - к второй обработке магнитного интегрирующего элемента.На чертеже представлена функциональная электрическая схема устрой" ства.Преобразователь содержит магнитный интегрирующий элемент 1, первая обмотка которого подключена к входУ операционного усилителя 2, компараторы 3 и 4, входы которых подключены к выходу усилителя 2, элемент ИЛИ 5, входы которого подключены к выходам компаратора 3 и 4, а выход - к входу счетного триггера б, ВЯ-триггер 7, Я-вход которого подключен к выходу компаратора 3, а Н-вход - к выходу компаратора 4, ВЯ-триггер 8, Я-вход которого подключен к выходу компаратора 4, а й-вход к выходу 15 компаратора 3, элемент И 9, входы которого подключены к выходам триггеров 6 и 7, элемент И 10, входы которого подключены к выходам триг- .геров б и 8, переключатели 11 и 12, 2 О управляющие входы которых подключены соответственно к выходам элементов 9 и 10, выходы - к второй обмотке магнитного интегрирующего элемента 1, а входы - к источнику 132 образцового напряжения.Устройство работает следующим образом.При входном сигнале отрицательной полярности на выходе операционного усилителя 2 появляется линейно ЗО возрастающее напряжение Я .В момЕнт времени, когда это напряжение достигает. порогового уровня 4. О компаратора 3, импульс, возникающий на выходе последнего, подтверждает нулевое . З состояние триггера 8 приводит триггер 7 в единичное состояние и, пройдя через элемент ИЛИ 5, устанавливает счетный триггер 6 в единичное состояние. Сигнал с выхода счетного тригО гера б при нулевом состоянии триггера 8 не проходит через элемент И 10.Сигналы с выходов триггеров б и 7 проходят через элемент И 9, вследствие чего переключатель 11 соединяет источник 13 образцового напряжения с началом второй обмотки элемента 1. Появление импульса тока от источника 13 в этой обмотке приводит к линейному уменьшению напряжения на выходе операционного усилителя 2.При достижении этим напряжением порогового уровня компаратора 4 возникающий, на выходе последнего импульс устанавливает триггер 8 в единичное состояние, триггер 7 - в нулевое сос тоание и., пройдя через элемент ИЛИ 5, устанавливает счетный триггер б в нулевое состояние, вследствие чего через элементы 9 и 10 сигналы не проходят и вторая обмотка элемента 1 дО отключена от источника 13 образцового напряжения. Далее процесс повторяется с частотой, пропорциональной измеряемому напряжению.При подаче на вход преобразователя положительного напряжения все процессы происходят аналогично, с той разницей, что вначале срабатывает компаратор 4, после чего сигнал проходит через триггер 8 и элемент 10 на управление переключателем 12, подключающим источник 13 к второй обмотке интегрирующего элемента 1. Далее весь процесс повторяется.Предлагаемое устройство осуществляет преобразование входного сигнала обеих полярностей, в результате чего достигается расширение диапазона преобразования.Формула изобретенияПреобразователь напряжения вчастоту, содержащий магнитный интегрирующий элемент с двумя обмотками,первая из которых включена междувходной шиной преобразоэателя ивходом операционного усилителя, квыходу которого подключен вход первого компаратора и источник образцового напряжения, о т д и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в неговведены второй компаратор, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, первый НЯ-триггер,Я-вход которого подключен к выходупервого компаратора, а В вход - квыходу второго компаратора, второйВЯ-триггер, Я-вход которого подключен к выходу второго компаратора, аВ-вход - к выходу первого компаратора, элемент ИЛИ, входы которогоподключены к выходам компараторов,счетный триггер, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый элемент И, входы которого подключены к выходам счетного триггераи первого НЯ-триггера, второй элемент И, входы которого подключенык выходам счетного триггера и второго ВЯ-триггера, н первый и второй.переключатели, входы которых подключены к источнику образцового напряжения, управляющие входы - соответственно к выходам первого и второгоэлементов И, а выходы - к второйобмотке магнитного интегрирующегоэлемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 482892, кл. Н 03 К 13/20,29.05,72.2. Прянишников В.А. Интегрирующиецифровые вольтметры постоянного тока,Л., Энергия, 1976, с.144,рис.3-24 (прототип).Тираж 991 Государственного ам изобретений и ква, Ж, Рауюс одписСРеентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П Фил аказ 10559/77 ВНИИПИ по де