Преобразователь напряжения в частоту

СОЮЗ СОВЕТСНИХНОРРОРРепеиРЕСПУБЛИК СССС ВЕССС 1 1 1 1 ЗШ Н ОЗ К 1 ЗПО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ВТОРСНОВУ СВИДСТВЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 738156, кл. Н 03 К 13/20, 1980.2. "Кадило ЕегпзеЬеп е 1 е 1 ггопЖ",1977, В 15, с. 509, рис, ба.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯВ ЧАСТОТУ, содержащий компаратор,элемент И-НЕ, интегратор, первыйвход которого является входом устройства а выход подключен к входу ком-.паратора, генератор тактовой частоты,первый триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ,источник эталонного тока,и коммута"тор, выход которого подключен к второму входу интегратора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности, в него введеныдва элемента И, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки,одновибратор, и реверсивный переключатель, причем первый вход первогоэлемента И подключен к выходу генера-.тора тактовой частоты, выход первогоэлемента И через первый триггер подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через второйтриггер подключен к второму входуэлемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора,и через элемент задержки - к счетномувходу третьего триггера, выход компаратора подключен к К-входам третьего и четвертого триггеров и являетсявыходом устройства, первый выходтретьего триггера подключен к второму входу второго элемента И ик управРляющему входу реверсивногопереключателя, второй выход третьеготриггера через одновибратор подключен к Б-входу четвертого триггера,выход которого подключен к второмувходу первого элемента И, а источникэталонного тока через реверсивныйпереключатель подключен к аналоговому входу коммутатора.Изобретение относится к области информационно-измерительной техники, в частности к преобразователям напряжения в частоту, и может быть использовано в системах управления с аналого-цифровым преобразованием информации.Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, компаратор, два триггера, генератор 1 О тактовых импульсов, два логических элемента совпадения, два источника опорного напряжения й два ключа Н 1.Недостатком такого устройства является невысокая точность преобразо вания.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выход которого 20 через компаратор подключен к 0-входу триггера, выход которого. подключен к управляющему входу коммутатора,и первому входу элемента И-НЕ, генератор тактовой частоты, выход которогоЪ подключен к второму входу элемента И-НЕ и счетному входу триггера, источник эталонного тока, подключенный через коммутатор к входу интегратора Г 23.30 Недостатком известного устройства является низкая точность из-за влияния нестабильности задержек срабатывания триггера и коммутатора на эталонный интервал времени.35Цель изобретения - повьипение точности.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту, содержащий компаратор, эле О мент И-НЕ, интегратор, первый вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу компаратора, генератор тактовой частоты, первый триггер, выход которого прдклю чен к первому входу элемента И-НЕ, источник эталонного тока и коммутатор, выход которого подключен к второму входу интегратора, введены два элемента И, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки, одно- вибратор и реверсивный переключатель причем первый вход первого элемента И подключен к выходу генератора тактовой частоты, выход первого эле мента И через первый триггер подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу колМутатора и через элемент задержки к счетному входу третьего триггера, выход ком- паратора подключен к К-входам третьего и четвертого триггеров и является выходом устройства, первый выход третьего триггера подключен к второму входу второго эЛемента И и к управляющему входу реверсивного переключателя, второй выход третьего триггера через .одновибратор подключен к Я-входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, а источник эталонного тока через реверсивный переключатель подключен к аналоговому входу коммутатора.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит интегратор 1, первый вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу компаратора;2, генератор 3 тактовой частоты, первый триггер 4, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 5, коммутатор 6, источник 7 эталонного тока, выход коммутатора 6 подключен к второму входу интегратора 1, два элемента И 8 и 9, второй триггер 10, элемент 11 задержки, третий триггер 12, одновибратор 13, четвертый триггер 14 и реверсивный переключатель 15. Первый вход первого элемента И 8 подключен к выходу генератора тактовой частоты 3, выход первого элемента И 8 через первый триггер 4 .подключен к первому входу второго элемента И 9, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ 5. Выход элемента И-НЕ 5 подключен к управляющему входу коммутатора 6 , и через элемент задержки 11 к счетному входу третьего триггера 12, выход компаратора 2 подключен к К-входам третьего 12 и четвертого 14 триггеров и является выходом устройства. Первый выход третьего триггера 12 подключен к второму входу второго элемента И 9 и к управляющему входу реверсивного переключателя 15, второй выход третьего триггера 12 через одновибратор 13 подключен к Б-входу четвертого триггера 14, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 8. Источник эталонноготока 7 через реверснвный переключатель 15 подключен к аналоговому входу коммутатора б. Устройство работает следующим образом.Под воздействием постоянного входного напряжения Б напряжение на выходе интегратора 1 нарастает линейно до порога срабатывания компаратора 2 (ф;т, 2 к), который формирует выходной импульс (фиг. 2 б), подтверждающий исходное состояние третьего триггера 12 и устанавливающий четвертый триггер 14 в исходное состояние (фиг. 2 в). Генератор 3 вырабатывает тактовую частоту (фиг. 2 а),поступаю- щую на вход управляемого делителя, образованного первым и вторым элементами И 8 и 9, первым 4 и вторым 10 триггерами, Четвертый триггер 14, устанавливаясь в исходное состояние, разрешает прохождение тактовых импульсов через первый элемент И 8, и на выходах первого 4 и второго 10 триггеров появляются импульсы, соответствующие деленной тактовой частоте (фиг. 2 г,е). На выходе элемента И-НЕ 5 по спаду первого триггера 4 начинает формироваться эталонный временной интервал й (фиг, 2 ж). В момент, когда при дальнейшем счете на выходах первого 4 и второго 10 триггеров появляются уровни "1", заканчивается формирование эталонного интервала Е и на выходе элемента И-НЕ 5 по фронту и спаду первого триггера 4 формируется интервал паузы е (фиг. 2 ж). В течение эталонногс интервала времени э открыт коммутатор 6, и ток источника эталонного тока 7 через реверсивный переключатель 15 в положительном направлении проходит на второй вход интегратора. 1, снимая с его конденсатора эталонный заряд, Напряжение на выходеинтегратора 1 уменьшается пропорционально эталонному заряду (фиг. 2 к), Во время интервала паузыкоммутатор 6 закрыт, а третий триггер 12 срабатывает по сигналу элемента И-НЕ 5, задержанному элементом 11г задержки, и через переключатель 15 меняет полярность источника 7 (фиг, 2 з, и). Одновременно второй элемент И 9 запрещает прохождение импульсов на вход второго триггера 10(фиг. 2 ж) . Поэтому следующий импульсс выхода первого триггера 4 проходит через элемент И-НЕ 5 и образуеткорректрирующий интервал йк(фиг. 2 ж, и), в течение которого коммутатор 6 открыт и эталонный токобратного направления проходит навторой вход интегратора 1, увеличи-вая заряд его конденсатора и выход Оное напряжение (фиг. 2 и, к). По окончании корректирующего интервалазакрывается коммутатор 6,ф с задержкой обратно срабатывает третий триггер 12 и через реверсивный переключатель 15 восстанавливае; исходнуюполярность подключения источникаэталонного тока 7. При этом одновибратор 13 формирует короткий импульс, 20сбрасывающий четвертый триггер 14,который через первый элемент И 8 закрывает вход управляемого делителя(фиг. 2 в,г) .Далее процесс повторяется.Таким образом,в предлагаемом 25 устройстве начало и конец каждого извременных интервалов (фиг. 2 и)протекания эталонного тока на входинтегратора 1 определяются срабатыванием одних и тех же элементов: 30 первого элемента И 8, первого триггера 4, элемента И-НЕ 5 и коммутатора 6. Если, например, нестабильностьзадержки заднего фронта приведетк увеличению эталонного интервала Су(моменты , й на фиг. 2 и),то соответствующее увеличение эталонногозаряда компенсируется в течение корректирующего интервала 1 к, поскольку 1 к увеличивается на то же время, 40 что и 1 З , но полярность эталонноготока при этом меняется (моменты й йна фиг. 2 и; пунктир на фиг, 2 к) .Рассмотренная составляющая погрешнос.ти не влияет на выходную частоту пре образователя.На основании изложенного передаточная функция преобразователя:1Ц-выл В. () вгде К - входное сопротивление интегратора 1;Ь - ток источника 7.Использование изобретенияпозволитустранить влияние задержек срабаты 5 вания логических элементов и коммутатора и повысить точность преобразователя, особенно для больших коэффициентов преобразования и, соответственно,малых эталонных интервалов времени./Составитель В.Пешковедактор Л,Веселовская Техред М.Надь Корректор Е,Сирохма ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Фил аказ 6326/44 Т ВНИИПИ Государс по делам 113035, Москва, Жаж 861 Подписно енного комитета СССР обретений и открытий Раушская наб., д. 4/5