Функциональный преобразователь напряжения в частоту

(56) Авторское свидетельство СССР В 376892, кл. Н 03 К 13/20, 1970,Авторское свидетельство СССР У 370722, кл. Н 03 К 13/20, 1969 (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор, компаратор, ключ, источник опорного напряжения и первый резистор, причем выход интегратора соединен с инвертирующим входом ком паратора, выход кот управляющим входом чающий с я те повышения точности, ны три резистора, п щий вход интегратор резистор соединен с ства и через второй точником опорного н вертирующий вход ин нен через третий ре шиной устройства, ч резистор - с неин компаратора и чере ником опорного нап орого соединен с ключа, о т л им, что, с целью в него введеричем инвертируюа через первый входом устрой- резистор - с исапряжения, неинтегратора соедизистор с общей ерез четвертый ертирующим входом ключ - с источяжения.1192140 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения эффективного значения переменного напряжения. 5Целью изобретения является повышение точности, а также упрощение конструкции преобразователя эа счет того, что крутизна преобразования предлагаемого устройстЬа не зависит от коэффициента усиления операционных усилителейНа фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы, 15Устройство осдержит интегратор 1 на операционном усилителе, между ин-. вертирующим входом и выходом которого включен конденсатор 2, компаратор 3 на операционном усилителе, ин вертирующий вход которого соединен с выходом интегратора 1. ключ 4, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора 3, и источник опорного напряжения 5. Инвертирующий вход 5 интегратора 1 соединен через первый резистор 6 с входом преобразователяи через второй резистор 7 с источником опорного напряжения 5. Неинвер" тирующий вход интегратора 1 соединен 30 через третий резистор 8 с общей шиной устройства и через четвертый резистор 9 с неинвертирующим входом компаратора 3. Неинвертирующий вход компаратора 3 соединен через ключ 4 с 15 источником опорного напряжения 5.Устройство работает следующим образом.Ключ 4 замкнут, если полярность напряжения на выходе компаратора 3 40 совпадает с полярностью источника опорного напряжения 5, и разомкнут, если полярности напряжений противоположны. Сопротивления резисторов 6-9 должны удовлетворять соотношению 45. ц - .Вв где В-Я - сопротивления резисторов 6-9.соответственно, а входное 50 напряжение находится в пределах(2) 55 где С - емкость конденсатора 2; - длительность положительного импульса на выходе компаратора 3,где 1,о В 7 В, В 1+ 2 -- 7 (1)В6- входное напряхение; - опорное напряжение;- коэффициент преобразования. Преобразователь работоспособен как при положительном, так и при отрицательном опорном напряжениях, графики напряжений на фиг.2 иллюстрируют работы преобразователя при поло" жительном опорном напряжении.При замкнутом ключе 4 напряжения на входах интегратора 1 составляют с учетом соотношения 1 вВ 2Б =П =. --=Бц вВ+В и+8 эгде У и- потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов интегратора 1 соответственно(фиг.1),Ток заряда конденсатора 2 при этом равен с учетом соотношения (1) 12 - "о7 о+ ( о П) В В и где ; - ток заряда конденсатора 2.Пусть в начальный момент времени конденсатор 2 разряжен, тогда напряжение на выходе интегратора 1 равно 21(О)=. =. = -- .ПС О В П+ О 4 о 7 где- напряжение на неинвертируют3щем входе компаратора 3;- напряжение на выходе интегсратора 1.Компаратор 3 при этом находится всостоянии положительного насьпцения,и ключ 4 удерживается в замкнутомсостоянии,Если выполняется условие (2), то независимо от знака входного напряжения, ток ) 0 и напряжение Н на выходе интегратора 1 линейно нарастает и за время 1, достигает величины. В этот момент напряжение на инвертирующем входе компаратора 3 превышает напряжение на неин-. вертирующем входе, компаратор 3 переключается в состояние отрицательного насьпцения и ключ 4 размыка- ется Б - .1 ( 0) и - 1 пс В 6- Б 7 ц.з 1192ири разомкнутом ключе 4 на входах интегратора 1 и компаратора 3 соответственно устанавливаются напряжения)а напряжение на выходе интегратора 1 в момент размыкания ключа 4 становится равнымО 40замыкается, повторяется процесс заряда конденсатора 2(С) и- ийЯ=еад и +1+и ЯоПри выполнении условий (1) и (2) в преобразователе возникают автоколебания с периодом и частотой1Р ---- Р (- и/ ), компаратор 3 остается в состоянии отрицательного насыщения, а ключ 4 - в разомкнутом состоянии. Ток разряда конденсатора 2 при этом с учетом соотношенияравена -а - 1-о+ ( )иЕсли выполняется условие (2), то независимо от знака входного напряжения У, ток д сО, и напряжение Уе на выходе интегратора 2 линейно уменьш ается, эа время С оно достигаеть 5 нуля, потенциал инвертирующего входа компаратора 3 сравнивается с потенциалом неинвертирующего входа, компаратор 3 переключается в состояни е положительного насыщения ключ 430Э и+1 В + Ву, где Т - период автоколебаний1Р - частота автоколебаний1о - константа,Таким образом. крутизна преобразо" вания квадрата входного напряжения в частоту определяется только величиной опорного напряжения и номиналами резисторов и конденсатора и не зависит от коэффициента усиления операционных усилителей, причем, если выполняется условие (2), преобразователь работоспособен как при положительных, так и при отрицательных входных напряжениях, т.е. является двухполярным..Макснмишнне едактор Т.П а она писно илиал ППП "Патент Ужгород, ул.Проектн аказ 7173/57 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскета СССР рытий я наб., Д