Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов

(54) (57)В ЧАСТОТавт. св.щ и й сния точинапряженк выходамвходу ко НРЕОБРАЗО СЛЕДОВАН В 738156,тем, чт сти, в. не я, вход к ключей Э. Б,Г. Степельниченнова тво СССР1976. ратора идетел 13/20 Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ;(61) 738156 (21) 3567991/24-21 (22) 25,03.83 (46) 07.1284. Бюл. (72) Г.И. Курахтано ко, В.ф. Тараев и Т (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское с В 7381,56, кл. Н 03 АТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ИЯ ИМПУЛЬСОВ по отличаюс целью повышео введен делитель торого подключен,выход - к второмуИзобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в частоту, и может бытьиспользовано в аналого-цифровых преобразователях.По основному авт. св. К .известен преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий интегратор, к выходу которого подключен вход компаратора, пер О вый Р-триггер, вход которого подключен к выходу компаратора, а единичный выход - к управляющему входу первого ключа, первый источник опорного напряжения, соединенный с входом 15 интегратора через первый ключ, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу первого Р-триггера, генератор тактовых импульсов, 20 первый выход которого подключен к тактирующему входу первого Р-триггера, а второй выход - к второму входу первого логического элемента совпадения, второй источник опорного нап ряжения, соединенный с входом интегратора через второй ключ, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу первого 0-триггера, второй Р-триггер, вход которого под ключен к единичному выходу первого Р-триггера, тактирующий вход - к первому выходу генератора тактовых импульсов, а единичный выход - к третьему входу первого логического элемента совпадения, второй логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к нулевому выходу второго 0-триггера, второй вход - к нулевому выходу Р-триггера, . а третий вход - к второму выходу генератора тактовых импульсов 11.Известное устройство имеет не: достаточную точность преобразованиянапряжения в частоту следования им пульсов.Целью изобретения является повьдпе. ние точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов 1 введен делитель напряжения, вход которого подключен к выходам ключей, а выход - к второму входу компаратора.55На фиг. 1 представлена функцио,нальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 ввре 1 енные диаграммы его работы.Преобразователь содержит интегратор 1, .к выходу которого подключен вход компаратора 2, первый 0-триггер 3, вход которого подключен к выходу компаратора 2, а единичный выход - к управляемому входу первого ключа 4, первый источник 5 опорного напряжения, сОединенный с входом интегратора 1 через первый ключ 4, первый логический элемент 6 совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу первого 0-триггера 3, генератор 7 тактовых импульсов, первый выход которого подключен к тактирующему входу первого 0-триггера 3, а второй выход - к второму входу первого логического элемента 6 совпадения, второй источник 8 опорного напряжения, соединенный с входом интегратора 1 через второй ключ.9, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу первого .0-триггера 3, второй Р-триггер 10, вход которого подключен к единичному выходу первого 0-триггера 3, тактирующий вход - к первому выходу генератора 7 тактовых импульсов, а единичный выход - к третьему входу первого логического элемента 6 совпадения, второй логический элемент 11 совпадения, первый вход которого подключен к нулевому выходу второго 0-триггера 10, второй вход - к нулевому вьгходу первого 0-триггера 3, а третий вход - к второму выходу генератора 7 тактовьгх импульсов, и делитель 12 напряжения, вход которого соединен с выходами ключей 4 и 9, а выход - с вторым входом компаратора 2. Интегратор 1 содержит конденсатор 13 и резисторы 14 (К 1) и 15 (К)1Преобразователь работает следующим образом. Входное напряжение У постоянно подается на вход интегратора 1, опор ные напряжения+Боя и -011 г 1 подаются на вход интегратора 1 синхронно с частотой генератора 7 тактовых импульсов ключами 4 и 9. Причем + Уоп ,подается на вход интегратора 1, когда первый Р-триггер 3 находится в11 11состоянии :1 , что соответствует положительному напряжению на выходе интегратора 1, а -Уо - нулевому состоянию первого 0-триггера 3,3 1128Предположим, что БВ = О, а начальное напряжение на выходе интегратора,1 также равно нулю. Первый Э-триггер3 находится в состоянии 10", так какна выходе компаратора низкое напряжение. Вторым ключом 9 на вход интегратора 1 подается напряжение -Уотвторого источника 8 опорного напряжения. На выходе интегратора 1 напряжение растет и становится положитель Оным. Первый Э-триггер 3 синхронно стактовым импульсом меняет свое состояние на единичное, Первый ключ 4подает на вход интегратора 1 опорное напряжение +Бот первого источника 5 опорного напряжения, Конденсатор 13 (С) интегратора начинает перезаряжаться,Так как (+Поп = -Уоп 1 и постоянные времени заряда и перезаряда 20конденсатора 13 одинаковы, токи заряда и разряда конденсатора 13 такжеодинаковы, и за время, равное одному такту следования импульсов генератора 7, напряжение на выходе интегратора 1 достигнет нуля, так какконденсатор разрядится до начального состояния. Это приведет к изменению состояния первого Э-триггера 3.Таким образом, состояние первогоЭ-триггера 3 меняется синхронно счастотой слеДования импульсов генератора 7,Второй Э-триггер 10, связанныйс первым Э-триггером 3 в сдвиговыйрегистр, меняет свое состояние такжесинхронно с частотой следования импульсов генератора 7, но с задержкойв один такт по сравнению с Э-триггером 340На выходах логических элементов6 и 11 совпадения, являющихся выходами преобразователя напряжения вчастоту импульсов,при входном сигнале, равном нулю, выходные сигналы 45отсутствуют.Если У не равно нулю (фиг, 2),то в зависимостиот его величинынаступает такой момент, когда напряжение на выходе интегратора 1 такпревысит нулевой уровень, что дейст"вия разряжающего тока в течение одного такта недостаточно для достижения. нуля.Тогда состояние Э-триггеров 3и 10 не изменяется в течение ещеодного такта. В этом случае на вь; 383ходе одного из логических элементов6 и 11, что зависит от знака Пвк, появляется импульс.Средняя частота следования выходных импульсов зависит от величины выходного напряжения.Если Н, = Н, П,=Пвк так ключи 4 и 9, компаратор 2 и первый Э-триггер 3 не имеют задержек, а операционный усилитель не имеет ошибок от дрейфа нуля, то первый импульс появляется на выходе преобразователя в момент с , когда напряжение на конденсаторе от действия Ц В равно напряжению от действия 0, противоположного знака. При этом средняя выходная частота Йопределяется соотношением.8 к ц сгде й - частота следования тактосвых импульсов.Конечное время срабатывания элементов переключения вызывает избыток напряжения на выходе интеграторад 1с Р,С 1 он2 огде с - время срабатывания элементов переключения (компаратора ключей, Э-триггера)При Б=О происходит поочередное подключение +Бш 1 и -Уп , т,е. взаимная компенсация .Ь 1.сПри Пв ФО один из ключей замкнут в течение двух тактов в момент появления импульса на выходе преобразователя. Недокомпенсация ЬП приводит в конечном итоге к появлению лиш. него импульса. Для исключения этой погрешности на вход компаратора подают компенсирующее напряжение с выхода ключей с соответствующим знаком коммутируемого П. Делитель рассчитывается по формулеКгде К- коэффициент передачи напряФжения,Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет увеличить точность преобразования напряженрч в частоту следования импульсов.1128383 Пешков Корректор М. Демчйк СоставительВ. Данко Техред А.Ач а аказ 9083/43ВНИИПИ ноР по13035, М 4 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 861осударственного колам изобретений иква, Ж-.35, Раушска Поди ета С рытий