Преобразователь напряжения в частоту

(19) ( 1) 51) ЕТ 21 юл. У 35в, М.Ю, МихК. Шахов в,олитехнический 8. 8)в В.А. Интег льтметры пос ргия, 1976,рируютоянного с. 139 ток 140 о СССРО, 1977. НАПРЯЖЕНИЯ аратор, онденсатор инвертнрезисторва, одна ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3515508/24 (22) 26. 11.82 (46) 23.09,85. (72) В.И. Андре Б.В. Чувыкин, Э и В.Н. Шляндин (71) Пензенский институт (53) 681.325(08 (56) Прянишникощие цифровые во Авторское свидетельств 51478, кл. Н 03 К 13/2(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ В ЧАСТОТУ, содержащий комп одновибратор, резистор, к и операционный усилитель, рующнй вход которого чере подключен к входу устройс обкладка конденсатора соединена синвертирующнм входом операционногоусилителя, а другая - с входом компаратора, выход которого соединенс входом одновибратора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности преобразования,в него введены источник опорногонапряжения, второй операционный усилитель и двухпозиционный ключ, причем выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующемувходу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которогосоединен с инвертирующим входомпервого операционного усилителя,входы двухпозиционного ключа подключены к выходам операционных усилн.лителей, его выход подключен к входу компаратора, а управляющий входключа соединен с выходом одновибратора."0 О 1 11811Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в- аналогоцифровых преобразователях.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг. 1 изображена функцЪональная схема устройствами на Фиг. 2 -временная диаграмма, поясняющая работу устройства. 1 ОПреобразователь напряжения в частоту содержит операционный усилитель 1, резистор 2, конденсатор 3,компаратор 4, одновибратор 5, источник 6 опорного напряжения, операционный усилитель 7, двухпозиционный ключ 8.Инвертирующий вход операционного усилителя 1 через резистор 2подключен к входу устройства, одна обкладка конденсатора 3 соединена с инвертирующим входом операционного усилителя 1, а другая с входомкомпаратора 4, выход ксторого соединен с входом одновибратора 5, атакже источник 6 опорного напряжения, второй операционный усилитель7 и двухпозиционный ключ 8, причемвыход источника 6 опорного напряжения подключен к неинвертирующему 30входу второго операционного усилителя 7, инвертирующий вход которогосоединен с инвертирующим входомпервого операционного усилителя 1,входы двухпозиционного ключа подключены к выходам операционных усилителей, его выход подключен к входу компаратора 4, а управляющийвход ключа соединен с выходом одновибратора 5,Устройство работает следующимобразом,3В момент временипотенциал наобкладке конденсатора 3, обращенной .к компаратору 4, равен нулю. Компа" 45ратор срабатывает (уровень сравнения равен нулю) и посредством одновибратора 5 устанавливает переключатель 8 в верхнее положение. Приэтом конденсатор 3 включен в цепьотрицательной обратной связи усилителя 7. В результате в моментпотенциал на инвертирующем входеусилителя скачком принимает значение, равное Б , где Б 0 - напряжениена выходе источника 6 опорного напряжения. Лналогичный скачок имеетсяна входе компаратора 4 (Фиг. 2). 47 2После этого начинается заряд конденсатора 3 током где К - сопротивление резистора 2.За время от й 1 до 1напряжениена конденсаторе получает приращение,равное В моментключ 8 переключается в нижнее положение (конденсатор 3 включается в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1). Потенциал инвертирующего входа усилителя 1 изменяется скачком от значения ц до О. Точно на такой же уровень скачком уменьшается напряжение цна входе компаратора (фиг. 2) . После этого напряжение на входе компаратора 4 начинает убывать.В момент й оно достигает нулевоЭго уровня, срабатывает компаратор 4 и далее процессы в схеме повторяются.За время от С до Э отрицательное приращение напряжения на конденсаторе составит где цх - среднее за время отдо СЭ значение входногонапряжения Пх.Выходная частота предлагаемого устройства не зависит от сопротивления резистора 2 (функция преобразования по формуле (3, нестабильность которого является источником соответствующей погрешности. Другим достоинством предлагаемого преобразователя является применение источника опорного напряжения вместо источника опорного така, что позволяет исключить преобразование опорного напряжения в опорный ток.В предлагаемом устройстве погрешность, вносимая неидеальностью ключа 8 (например, конечные значения Кз замкнутого ключа и К раР зомкнутого ключа, а также остаточные токи и напряжения), практически полностью устраняется за счет того, что при любом состоянии ключа сопротИвление находится в прямой цепи преобразования замкнутого контура регулирования. При этой же причине не сказывается и влияние сопротивления Кр. Если клоч 8 находится в положении, показанном на фиг. 1, тогда наличие сопротивления Ксо между выходом операционного усилителя 7 и выходом ключа 8 приводит к воздействию на выходе ключа 8 некоторого адцитивного эквивалентного напряжения, равного0 н экь К Вью. экв Р1181147 4где 3 - напряжение насьпцения усилителя 7 (вызвано действием на его входе напряжения П,);5Кмк эхв - эквивалентное (с учетомотрицательной обратнойсвязи через конденсатор3) выходное сопротивлениезамкнутой системы, включаю щей в себя усилитель 1 исопротивление К в прямойцепи и конденсатор 3 в цепи обратной связи.В. силу наличия глубокой отрицательной обратной связи воздействиеБна выходе указанной замкнутойсистемы приводит,к незначительномуизменению ошибки статизма, приведенное к входу усилителя 1 значениекоторой, очевидно равно экв вых.экюсщ зхв К "т й к% Р % 25гдеК - коэффициент усиления операционного усилителя 1.ПосколькУ КРКвн зке и К 11вах зкеналичием столь малого измененияошибки статизма можно пренебречь.1181147 юг. Редакто ланар 49/6ВНИИПИ одписно каэ по де 3035, Мосилиал ППП "Патент", г. Узтород Проектная, 4 Государств лам изобре ква, Ж,тавитель В. Пешкоред А.Вабинец аж И 1ного комитетаний и открытийаушская наб.,ректор О, Луговая