Преобразователь напряжения в частоту

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СфввтсиитСфцнаяистичвсиихРвсиублии п 961137 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. с присоединением заявки,1 ЕН 03 К 13/20 Веудераюай кевтвт ььвР ве йевк взабувтввв 11 в впуытв 11(23)Приоритет Опубликовано 23,09.82. Бюллетень Мв 35 Дата опубликования описания 23.09.82(72) Авторы изобретения В, С, Гутников и Х. И. Гиго ю 1 .: .Д,с 1:;.литекйМВОЩдинст т 7 ) Заявител енинградский ордена Ленина им. И. И. Калинина(54), ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ 1Изобретение относится к измери= тельной технике и моиет найти приме- нение при построении цифровых вольтметров.Известен преобразователь напря 5 жения в частоту ПНЧ) с импул снои отрицательной обратной связью, в которых импульс обратной связи формируется с. помощью дозирующего конденсатора и опорного напряжения 1.Основным недостатком является зависимость выходной частоты от емкости дозирующего конденсатора и от уровня, до которого разряжается дозирующий конденсатор, что приводит к снижению точности преобр.-.зованияИзвестен преобразователь напряже;ния в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход - 2 о с входом нуль-органа, источник опорного тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляоций вход которого подключен к выходу пер 2вого триггера, и генератор опорнойчастоты, выход которого подключен ктактовому входу первого триггера 21Недостатком известного преобразователя является низкая точность, вособенности при измерении мгновенныхзначений выходной частоты, вследствие неравномерной расстановки выходных импульсов во времени,Целью изобретения является повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь напряжения вчастоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход - с входом нуль-органа, источникопорного тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, и генераторопорной частоты, выход которого подключен к тактовому входу первоготриггера, введены второй триггер,3 96113второй ключ и запоминающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая " с выходом первого ключа и через второйключ с вторым входом интегратора,.управляющий вход второго ключа соединен с выходом нуль-органа и первым входом второго триггера, второйвход и выход которого соединены соответственно с выходом и управляющим 10входом первого триггера.На Фиг, 1 представлена Функциональная электрическая схема преобразователя,Устройство содержит входную шину 151, соединенную с первым входом интегратора 2.Второй вход интегратора 2 черезвторой ключ 3 соединен с выходом пер"вого ключа 4 и второй обкладкой кон- дрденсатора 5, первая обкладка которого подключена к общей шине 6, Выходинтегратора 2 подсоединен к входунуль-органа 7, а выход последнегосвязан с выходной шиной 8 устройства,ис управляющим входом второго ключа 3и с первым входом второго триггера9, второй вход которого соединен свыходом первого триггера 10 и управляющим входом первого ключа 4. Управ,ЗОляющий вход первого триггера 10 соединен с выходом второго триггера 9,а тактовый вход - с выходом генератора 11 опорной частоты. Выход источника 12 опорного тока подключен35к входу первого ключа 4.Работа ПНЧ поясняется временнымидиаграммами, представленными на фиг,2.,где О - выходное напряжение интегатора 2, О - выходное напряжениенуль-органа 7, О- выходное напряжение триггера 9, О 1- выходное напряжение генератора 11 опорной частоты, О О- вьходное напряжениетриггера 10, ОО 5, О- напряжение45на обкладках конденсатора 5.Преобразователь работает следующимобразом.Под воздействием входного напряжения О поступающего на вход 1 устройства, выходное напряжение интегратора 2 убывает. При переходе последнего через нулевой уровень срабатывает нуль-орган 7 и формирует на выходе 8 устройства импульс продолжительностью н . На время "с открывается аналоговый ключ 3 и запоминающий конденсатор 5 разряжается до напряжения О через вход интегратора 2,вызывая тем самым изменение выходного напряжения интегратора 2 в противоположную сторонуОтрицательныйФронт импульса с. выхода нуль-органа7 устанавливает триггер 9 в состояние "1", тем самым "разрешается"опр 6 кидывание триггера 10 последова"тельно в состояния "1" и "0" с двумяближайшими импульсами , их отрицательными фронтами ) с выхода генератора11 опорной частоты. При переходетриггера 10 из состояния "0" в состояние "1" триггер 9 устанавливается в состояние "0". Таким образом,время То, в течение которого триггер10 находится в состоянии "1", равнопериоду опорной частоты и соответствует времени, когда открыт ключ 1.Через этот ключ,1 конденсатор 5 заряжается опорным током 3 о источникатока 12 до напряжения О.Далее, при следущем переходе выходного напряжения интегратора 2 через нулевой уровень снова срабатывает нуль-орган 7, конденсатор 5вновь разряжается через вход интегратора 2 и т,д,В установившемся режиме за одинцикл преобразования Т,(фиг.2) ко-,личество электрического заряда оравно количеству электричества разрядао емкости интегратора 2.Количество электричества,соответствующее заряду о конденсатора интегратора 2 входным током за период преобразования Тх, равноОХ ТХ:з т: - , 1Ъ" Х Х где К - размерный постоянный коэффициент,Количество электричества, соответствующее разряду о конденсатора интегратора 2, равно количеству электричества соответствующему разряду конденсатора 5 с емкостью СЧр=(О- Ор 5) С До То (2)Приравняв выражения (,1 ) и 1 2 ,можно найти выражение для выходной частоты ПНЧ1 ХИэ выракения3 ) видно,что. коэфФициент преобразования устройства имеет высокую стабильность, как и в известном преобразователе за счет высокой стабильности 3 о и То . В отличие от известного предлагаемый9611 Формула изобретения дписное ИИПИ Заказ 7317/75 Тираж 9 илиал П тент, г. Ужгород, ул. Проектн 5преобразователь обеспечивает рав.номерную расстановку выходных импуль-. сов во времени, что повышает его точность, в особенности при измерении мгновенных значений выходной частоты. 1 ОПреобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входной ши ной преобразователя, а выход - с входом нуль-органа, источник опорного 15 тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу. первого триггера, и генератор-опорной часто.ты, выход которого подключен к так товому входу первого триггера, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, в него введены второй триггер, второй ключ изапоминающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общейшиной, вторая - с выходом первого ключа и через второй ключ с вторым входом интегратора, управляющий входвторого ключа соединен с выходом нульоргана и первым входом второго триггера, второй вход и выход которогосоединены соответственно с выходоми управляющим входом первого триггера,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Вф 3022469,кл.,332-.14, 1961,2. Контрольно-измерительная техника, Экспресс-информация. 1977И. 36, с. 11, рис. 1 д (прототип .