Преобразователь напряжения в интервал времени

(191 (11) М 1/ 51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ МУ С ВТО ЖЕН я электро зобрете- бразова- источни 6хнически ль пре ием рщенконов нтегратора, ых ключей,риггера,елителя чибратора двух транзисто астоты, элемен что позволяет ую информацию на интегратор а И, одно- получить до- приращении ьство СССР52, 1986. тво СССР /52, 1985. полнитель напряжени Преобразоазом.К моменту ель работает сл электбыть исбыст чала очередного цикл 4 разряжены, канд до некоторого напр ий цикл (фиг.З,В) разомкнуты, ключ 9 18 находится в "нх ере- ичго их пер чение а структурная; на фиг,2ясняющие его в момент а реелителя 17. хода размыс п ямого атель с ервыиеобраэ держ ый н реобра гратор ереэ8, В ре выполне к и конденсаателе 1 напряжения оре 2, второй и тр ии интеграторы на конденсаторах 3,ных усилителя 5-7, ч х кл два транзисто источника опо ратор 16 такт17 частоты, д мент И 20, од раничивающий диоде 22. онденсатороторого ног овых им ва триг новибра определя О гдеа ние на нденсат леме ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР 1(56) Авторское свндетеУ 345345, кл, Н 03 М 1Авторское свидетельМ 1285599, кл. Н 03 М Изобретение относится к мерительной технике и може пользовано при создании то родействующих АЦП постоянн менного тока и в устройств ной обработки информации. Цель изобретения - повы ности преобразователя. На фиг.1 приведен схема преобразовател менные диаграммы, по боту.три операционтыре ключа 8-11, ча 12 и 13, два ка 14, 15, генеульсов, делитель ера 18 и 19, эле. ор 21 и токоогвыполненный на(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАЛ ТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относит измерительной технике. Ц ния - повышение точности теля - достигается введе ка тока, дополнительного конденсаторы 2 сатор 3 заряженжения за предьщущ ключи 8, 1 О, 1 замкнут, триггер левом" состоянии.Цикл работы нач с приходом имгульса Т с дИмпульс Т с инверсного выкает ключ 9, а импульс Т рвыхода делителя 17 проходит чэлемент И 20 и замыкает ключзультате происходит заряд кондентора 2 входным током 1, а кондетор 3 разряжается током 1от иника 14 опорного тока,За интервал времени Т к2 получит заряд, значение кется выражениемо 1 1 о = 11 СуфаЮ - среднее значение входногоФнапряжения,В течение интервала времени Т операционный усилитель 5 выполняет роль компаратора. Как только конденсатор 3 разрядится до значения Б О компаратор сработает и подготовит триггер 18. Как только придет очередной тактовый импульс Й , триггер 1 О 18 сработает. Это приведет к размыканию ключа 8 и запуску одновибратора 21. Импульс с одновибратора 21 замыкает ключ 10, В течение интервала вРемени от момента Сэ СРабатываниЯ 15 компаратора до момента й прихода тактового импульса конденсатор получает паразитное приращение напряже" нияа о 1 оЬЮШ ааС,где ас,= (с -)В течение интервала времени Сзадаваемого одновибратором 21, ключ 2510 остается замкнутым. В результатезамыкается отрицательная обратнаясвязь через транзисторный ключ 13 ипроисходит перенесение остаточногопаразитного заряда с конденсатора 3на конденсатор 4. В результате конденсатор 3 разрядится до У Од , а кон 2денсатор 4 - до напряженияаВСУ фщь С 35Это выражение справедливо, так какразряд Сз и заряд С вызываются одним и теи же током.Таким образом к моменту окончания интервала времени преобразователь 40будет находиться в следующем состоянии: конденсатор 2 заряжен до некоторого напряжения (информативный заряд,который получил конденсатор 2, определяется выражениеи для Ч,); конден 45сатор 3 разряжен, конденсатор 4 заряжен до напряжения Ю,ь,После окончания интервала времени Т ключ 9 замыкается и тем самымфзаиыкается петля отрицательной обратной связи операционного усилителя 6.Конденсатор 2 за счет действия ООСбудет разряжаться до нуля (фиг.З,А),а конденсатор 3 будет заряжаться этим55же током. Очевидно, что заряд Ц 5, получаемый конденсатором 3, будет равен Я.,Напряжение на конденсаторе 3 определяется выражениемТ Б Син 3В течение следующего цикла Т, конденсатор 3 разряжается опорным током 1: до исходного состояния. Вреия оразряда определяется выражением1 бт,аТ С1 Вцх еЭтот интервал времени, пропорцио" нальный входному напряжению, подается на первый выход и далее может использоваться для определения старших разрядов при измерении 0.Одновременно с окончанием Т взводится триггер 19 и замыкается ключ 11. Происходит разряд конденсатора 4 опорным током 1 до нуля. На выходе триггера 19 формируется второй выходной интервал времени4вьй 1 Фоа 11 СзаТЫВЬК1о 2Интервал времени аТ пнесет ин 6 Вформацию о параэитном приращении напряжения на конденсаторе 3.Дополнительный выходной интервал аТ 8 может быть использован для уточнения младших разрядов соответствующего АЦП.Существенным достоинством предлагаемого преобразователя является то, что он позволяет быэ снижения быстродействия дополнительно получить информацию о параэитном приращении напряжения на интегрирующем конденсаторе, а это дает возможность учесть вызванную этим явлением погрешность преобразования (измерения) и использовать эту информацию при работе пре- ,образователя в составе АЦП для уточнения младших разрядов выходного ко" да.аформула изобретенияПреобразователь напряжения в интервал, времени, содержащий первый интегратор, вход которого является входной шиной, второй интегратор,выполненный на первом конденсаторе, первый вход которого соединен с вы9456 5 152 ходом первого ключа, информационный вход которого подключен к выходу первого источника опорного тока, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены делитель частоты, одновибратор, второй триггер, третий интегратор, выполненный на втором конденсаторе, второй и третий операционные усилители, второй, третий и четвертый ключи, второй источник опорного тока, первый и второй транзисторные ключи, токоограничивающий элемент, выполненный на диоде, и элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого через одновибратор соединен с управляющим входом второго ключа, информационный вход которого ,подключен к выходу первого операционного усилителя, а выход - к базе первого транзисторного ключа, эмиттер которого объединен с инвертирую 1 цим входом первого операционного усилителя и подключен к выходу первого ключа, а коллектор объединен с катодом диода, инвертирующим входом второго операционного усилителя, первым выводом второго конденсатора и подключен к выходу третьего ключа, информационный вход которого. соединен с выходом второго источника опорного тока, а управляющий вход - с выходом 10 5 20 25 30 35 второго триггера, первый вход которого объединен с анодом диода и подключен к выходу второго операционного усилителя, второй вход второготриггера соединен с прямым выходомделителя частоты и объединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа и является первой выходнойшиной, второй выходной шиной являетсявыход второго триггера, а вход делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, инверсный выход - с управляющим входом четвертого ключа, информационный входкоторого подключен к выходу третьегооперационного усилителя, а выход - кбазе транзисторного ключа, эмиттеркоторого объединен с инвертирующимвходом третьего операционного усилителя и подключен к первому выходупервого интегратора, второй выход которого соединен с неинвертирующимвходом третьего операционного усилителя и является шиной первогоопорного напряжения, коллектор второго транзисторного ключа соединенс первым выводом первого конденсатора и объединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя,неннвертирующий вход которого является шиной второго опорного напряжения и подключен к второму выводу первого конденсатора, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя объединен с вторым выводомвторого конденсатора и является общей шиной,/. Флх Йд.гСоставитель В.Махнан Редактор Ь,Маковская Техред М,Дщцк орректор М,Васильев Вака. 77 б 1 56 Тираж 8 Я 1 одиисно ри ГКНТ СССР нно- издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 11 онзво;1 ПИ 111 Го.у,гаривяного 113035, комитета ло изобретениям и открыти Москва, Б, Рауаская наб д. 4/