Преобразователь напряжения в частоту

,03 Л 2.Крюк И.П.,альные схемыгия", 1978,рототип). ые ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"И ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛ и(Ц (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор,. первый вход которого соединен с вход ной шиной, первое пороговое устройство, вход которого соединен с выходом интегратора, первый инвертор, вход которого подключен к выходу ждущего мультивибратора, конденсатор, первая обкладка которого соединена с вторым входом интегратора через первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу ждущего мультивибратора, а вторая обкладкас первым источником опорного напря" жения через второй ключ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, ,в него введены второе пороговое устройство, вход которого подключен . к выходу интегратора, триггер и первый элемент ИЛИ, первый и второй ды которых подключены соответст" но к выходам первого ивторого пороговых устройств, первый и второй элементы И, первые входы которых под" ключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, а втор входы подключены соответственно к выходам первого инвертора и ждущего мультивибратора, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, второй инвертор, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход. к управляющему входу второго ключа, второй источник опорного напряжения, третий ключ, включенный между вторым источником опорного напряжения и второй обкладкой конденсатора, и чет" ф вертый ключ, включенный между первой обкладкой конденсатора и общей шиной, причем вход ждущего мультивибратораф подключен к выходу первого элемента 1, ИЛИ, управляющий вход третьего ключа" май к выходу второго элемента ИЛИ, а Я) .управляющий вход четвертого ключа " ;к выходу первого инвертора. 4 ьМ0 Изобретение относится к информа"ционно-измерительной технике и можетбыть использовано при построении аналого"цифровых преобразователей ицифровых вольтметров. 5Известен преобразователь напря"жения в частоту следования импульсов,содержащий интегратор на операционном усилителе, пороговое устройствои ключ, включенный параллельно интегрирующей емкости 1,Однако этот преобразователь име"ет невысокую точность и плохую ли"нейность,Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединенс входной шиной, первое пороговоеустройство, вход которого соединенс выходом интегратора, первый инвер.тор, вход которого подключен к выхо"ду ждущего мупьтивибратора, конденсатор, первая обкладка которого сое"динена с вторым входом интеграторачерез первый ключ, управляющий входкоторого подключен к выходу ждущегомупьтивибратора, а вторая обкладкас первым источником опорного напряжения через второй ключ 23Недостатком известного устройства 30является узкий диапазон преобразования, ограниченный сигналом одной полярности,Целью изобретения является расши- .рение диапазона преобразования,Поставленная цепь достигается темчто в преобразователь напряжения в чачастоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входнойшиной, первое пороговое устройство,вход которого соединен с выходом интегратора, первый инвертор, вход которого подключен к выходу ждущегомультивибратора, конденсатор , пер"вая обкладка которого соединена свторым входом интегратора через пер.вый ключ, управляющий вход которогоподключен к выходу ждущего. мультивиб"ратора, а вторая обкладка - с первымисточником опорного напряжения че.рез второй ключ, введены второе пороговое устройство, вход которогоподклюцен к выходу интегратора, триггер и первый элемент ИЛИ, первый ивторой входы которых подключены соответственно к выходам первого ивторого пороговых устройств, первыйи второй элементы И, первые входы ко.торых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, а вторые входы подключены соответственно к выходам первого инвертора и ждущего мультивибратора, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответст" венно к выходам первого и второго элементов И второй инвертор, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход - к управляющему входу второго ключа, второй источник опорного напряжения, третийключ, включенный между вторым источ" ником опорного напряжения и второй обкладкой конденсатора, и четвер" тый ключ, включенный между первой обкладкой конденсатора и общей шиной, причем вход ждущего мультивибратора подключен к выходу первого элемента ИЛИ, управляющий вход третьего ключа - к выходу второго элемента ИЛИ, а управляющий вход четвертого ключа - к выходу первого инвертора.На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлага.емого преобразователя,Устройство содержит интегратор 1,пороговые устройства 2 и 3, входыкоторых подключены к выходу интегратора 1, элементы 1 и 5 ИЛИ, ждущиймультивибратор 6, вход которогоподключен к выходу элемента 8 ИЛИ,инверторы 7 и 8, триггер 9, входы которых подключены соответственно к выходам пороговых устройств 2 и 3 и входам элемента 4 ИЛИ, элементы 10 и 11 И, первые входы которых подклюцены соответственно к выходам триггера 9 а вторые входы подключены соответственно к выходам инвертора 7 и мультивибратора 6, Выходы элементов 10 и 11 И подключены к входам элемента 5 ИЛИ, выход. которого подключен к входу инвертора 8. Устройство содержит также ключи 12- 15 источники 16 и 17 опорного напряжения и конденсатор 18, причем ключи 12 и 13 соединяет первую обкладку конденсатора 18 соответствен" но с вторым входом интегратора 1 и общей шиной, а ключи 1 М и 15 соединяют вторую обкладку конденсатора 18 соответственно с источниками 16 и 17 опорного напряжения, Управляющие входы ключей 12 и 13 подключены соответственно к выходам муль" тивибратора 6 и инвертора 7, а управляющие входы ключей 1 ц и 15 под-".18243 4 1 О 2 3 10 ключены соответственно к выходам ин: вертора 8 и элеиента 5 ИЛИ.Преобразователь напряжения в цастоту работает следующим образом.При подаче на вход интегратора .1 постоянного. напряжения напряжение на его выходе начинает линей" но возрастать. При достижении напряжения на выходе интегратора по" рога срабатывания одного на пороговых устройСтв 2 или 3, одно из них срабатывает и своии выходным на. пряжением устанавливает триггер 9 в положение, соответствующее полярности входного сигйала, а через зле. мент 4 ИЛИзапускает ждущий иультивибратор 6, Выходной сигнал триггера 9 открывает соответствующий элемент 10 или 11 И, например элемент 10 И и через. элемент 5 ИЛИ ус" танавливает ключи 14 и 15 в исход" ное состояние клюц 15 открывает, а ключ 14 закрывает для заряда конденсатора 18 от соответствующего источника (в данном случае от источника 17 через открытый ключ 15), Импульс от ждущего иультивибратора 6 открывает ключ 12, а прошедший че" рез инвертор 7 закрывает ключ 13.Этот же иипуль от иультивибратора 6, пройдя через элемент (10 или П) Ии элеиент 5 ИЛИ, перекидывает ключи 14 и 15 в состояние, противоположное предыдущему (в даннаи случае им" пульс проходит от иультивибратора через инвертор 7, элеиент 10 И, элемент 5 ВВ и вызывает закрывание ключа 15 и открывание ключа 14)Сиена состояния клюцей 14 и 15 вызывает перезаряд конденсатора 18, причем перезаряд происходит через открытый ключ 12 на вход интегратора 1, что в свою очередь вызывает возврат интегратора 1 в начальное сас" таяние. По оконцании перезаряда интегратора 1 соответствующее пороговое устройство возвращается в исходное состояние, а по окончании импульса от мультивибратора 6 возвращаются в исходное состояние и ключи 12"15. Кодденсатар 18 снова заряжа" ется от соответствующего источника опорнога напряжения (в данном слу" ;чае от источника 17). При оцеред" ном срабатывании порогового устрой" ства процесс перезаряда эталонногоконденсатора повторяется, и еслиполярность напряжения на входе интегратора 1 не изменяется,та состояниетриггера 9 также не изменяется (состояние триггера определяется первымпришедшим импульсом от пороговогоустройства) и процесс переэаряда коконденсатора 18 происходит в однойи той же последовательности (в дан"ном случае, заряжается ют источника 17 и перезаряжается на вход интегратрра через источник 16),При смене полярности сигнала навходе интегратора 1 срабатывает другое пороговое устройство, которое вызывает переброс триггера 9 в противоположное состояние., которое, в своюочередь, вызывает новое исходноесостояние ключей 14 и 15 и другойпроцесс перезаряда конденсатора 18при появлении импульса от мультивиб.ратора 6 (в даннои случае при сменесигнала открывается элеиент 11 И,ключ 15 в исходнои состоянии закрыт,ключ 14 - открыт , конденсатор 18 заряжается ат,источника 16 через ключи13 и 14 и переэаряжается на вход ин" тегратора через ключи 12 и 15 и источ,з ник, 17, при этом на вход интегра" тара поступает заряд противоположного знака).Частота иипульсав на выходе преобразователя пропорциональна входному сигналу и обратно пропорциональна величине заряда, поступающего на вход генератора от эталонного кондейса"тора 18,. Величина заряда на конденсаторе 18 определяется величиной его феикости и разностью потенциалов источников 16 и 17.ИнФормация о полярности входного сигнала может сниматься с выходатриггера .9,Такии образом,.предлагаемый пре"образователь позволяет преобразовывать входные сигналы обеих полярностей, что обеспечивает расаире"ние диапазона преобразования. Приэтои коэФФициент преобразованиядля обеих полярностей является одинаковым, так как определяется одниии и теми же элементами, Так же одинаковыми являются временные и теи"пературные изменения,10182 Й 3 ьи рект Закаэ 3561/5 Тираж 936 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, ЖсноР 4/5 ППП "Патент ил жгород, ул ктна ФСРедактор А.Химч Составитель В,ДмитриевТеяред А. Ач К Поднного Юмитетаений и открытий35, Рауаская наб