Частотный преобразователь тока

(21) 42 (22) 09 (46) 23 (72) С.1 (53) 62 (56) Ер ства на И Св У 39 А.Д,Рудне пульсные устроигх транзисторах.- 15, рис, 5 12. льство СССРК 3/351,Авто 9 11098 22.01.8(57) Изобретенипреобразованияго-импульсным иизобретения - ркого диапазонаного сигнала и ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 7788/24-2103.8710.88. Бюл..318(088.8)феев И,А. Имоднопереходнзь, 1974, с.ское свидете4, кл. Н 03 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА е относится к технике в частности к аналореобразователям. Цель асширение динамичеспреобразуемого входповьппение точности еобразования. Для этого необходиотпирать однопереходный транзистор (ОПТ) 2 раньше, чем напряжениена времязадающем конденсаторе (ВК) 9достигнет величины напряжения пикаОПТ 2. Более раннее отпирание достигается за счет включения последовательно с ВК 9 резистора (Р) 7 и шунтирования их соответственно коллекторно-эмиттерным переходом транзисторов 3 и 4, которые обеспечивают дополнительную цепь разряда ВК 9. Величина Р 7 выбирается исходя из того,чтобы заряд и разряд ВК 9 после принудительного отпирания ОПТ 2 происходил за время, необходимое длязаряда ВК 9 максимальным входнымтоком до величины напряжения пикаОПТ 2, 2 ил,Изобретение относится к техникепреобразования, в частности, к аналого-импульсным преобразователям, ипредназначено для преобразования то 5ка в частоту или временной интервал.Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразуемого входного сигнала и повышениеточности преобразования. 10На фиг. 1 представлена электрическая схема преобразователя; на фиг, 2 диаграммы напряжений, поясняющие, принцип работы преобразователя,Частотный преобразователь тока 15содержит входную шину 1, однопереходный транзистор (ОПТ) 2, первый и вто, рой биполярные транзисторы 3 и 4,первый, второй, третий и.четвертыйрезисторы 5, 6, 7 и 8, конденсатор 9 20, и шину источника 10 питания. Входнаяшина 1 соединена с эмиттером ОПТ 2,первая база которого через последовательно включенные резисторы 8 и 5 со-единена с общей шиной, а вторая база 25через резистор 6 - с шиной источника10 питания, База первого биполярноготранзистора 3 соединена с общей длярезисторов 5 и 8 точкой, эмиттерсоединен с общей шиной, а коллекторс эмиттером второго биполярного транзистора 4, При этом между коллектороми эмиттером первого биполярного транзистора 3 включен конденсатор 9, амежду коллектором м эмиттером второгобиполярного транзистора 4 включенрезистор 7, Коллектор и база второгобиполярного транзистора 4 соединенысоответственно с эмиттером и первойбазой ОПТ 2,40Преобразователь работает следующимобразом.В момент времени= 0 (фиг. 2 а)напряжение на эмиттере П з ОПТ 2 равно ДП (для упрощения рассмотренияработы за уровень отсчета принимаемП ), определяемое из выражения где 1 - входной ток, поступающий на50входную шину 1 преобразователя;сопротивление третьего резистора 7.Конденсатор 9 разряжен, ОПТ 2 и55 биполярные транзисторы 3 и 4 заперты.В процессе заряда конденсатора 9 напряжение на эмиттере ОПТ 2 увеличивдется и при достижении величины напряжения пика У происходит отпирание ОПТ 2. Под воздействием выходного сигнала, снимаемого с первого резистора 5, и падения напряжения на четвертом резисторе 8 о крывается первый биполярный транзистор 3, через коллекторно-эмиттерный переход которого разряжается конденсатор 9, и открывается второй биполярный транзистор 4, шунтирующий коллекторноэмиттерным переходом третий резистор 7. При уменьшении П до уровня напряжения впадины УОПТ 2 и биполярные транзисторы 3 и 4 запираются, и описанные процессы повторяются вновьПри малых входных токах, когда падение напряжения ЗП на третьем резисторе 7 пренебрежимо мало по сравнению с величиной Пп, диаграммы напряжений преобразователя практически не отличаются от известных.Рассмотрим случай, когда входной ток 1 равен максимальному для преобразователя значению 1 ц.На фиг, 2 б приведена диаграмма работы известных преобразователей, когда конденсатор 9, шунтируемый коллекторно-эмиттерным переходом биполярного транзистора 3, включен непосредственно между эмиттером ОПТ 2 и общей шиной (т.е. резистор 7 зако,рочен и отсутствует биполярный транзистор 4). Из диаграммы (фиг, 2 б) видно, что частота импульсов Е, генерируемых преобразователем, определяется из выражения Величина С р сравнима с величиной С, "несущей информацию" об уровне вход - ного тока, и вносит существенную ошибку в результат преобразования,Чтобы исключить из выражения величину Ср, необходимо на этот интервал времени раньше отпирать ОПТ 2, т,е, отпирать ОПТ 2 при максимальном значении входного тока 1, в момент Г., который определяется из выраженияДля этого необходимо дополнительносместить в сторону увеличения напряжение на эмиттере ОПТ 2 на величинуД 11, определяемую из выражения 1432738преобразования входного тока в частоту импульсов Г выходного сигнала вшироком динамическом диапазоне,удовлетворяя выражениюл1 мсР10С 10 где СР - известная величина, опреде"ляемая постоянной времени разряда конденсатора.Смещение напряжения дц в предлагаемом преобразователе создается за счет падения напряжения на третьем резисторе 7, Напряжение И на эмиттере ОПТ 2 в этом случае равно сумме падения напряжения на резисторе 7 и напряжения на конденсаторе 9.Величина третьего резистора 7 определяется как 20 Ю Р гг 1 С При таком построении схемы процессвосстановления (интервал времени ,)и процесс разряда конденсатора 9 30(интервал времени йр) при входномтоке 1.м проходят за время С, что и .необходимо. Тогда частота ймпульсов. Й, генерируемых преобразователем,пропорциональна величине входноготока 1,При уменьшении входного тока еувеличивается, стремясь к величинено разница между величинами(С+ 1 ) и , остается пренебрежимо малой по сравнению с величинойПреобразователь в этом случаедостаточно точно выполняет функцию Технико-экономический эффект отвнедрения изобретения заключается вповышении точности в расширенномдиапазоне входных токовФормула изобретенияЧастотный преобразователь тока,содержащий входную шину, подключенную через последовательно соединенные первый резистор и времязадающийконденсатор к общей шине и к эмиттеру однопереходного транзистора,который второй базой соединен черезвторой резистор с первой шиной питания, а первой базой через третийрезистор - с выходной шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности в большомдинамическом диапазоне преобразуемого входного сигнала, в него введеныдва биполярных транзистора и четвертый резистор, при этом коллекторпервого биполярного транзистора соединен с эмиттером второго биполярного транзистора и с общей точкойпервого резистора и времязадающегоконденсатора, коллектор второгобиполярного транзистора соединен свходной шиной, а база - с первойбазой однопреходного транзистора,база первого биполярного транзисторасоединена с выходной шиной и черезчетвертый резистор - с общей шинойи эмиттером первого биполярного транзистора,г143273 Ь ставитель В. Якимовхред И.Дидык Коррект Король Редакто оренко каз 5462/53 Тираж 929 одписное 11 роиэводственно-полиграфическое пред пятне, г. У од, ул. Проектна В 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5