Преобразователь время-напряжения

(5)с Н 03 К 5/26 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ 0 с,00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1195441, Н 03 К 5/26, 1984,Титце У, Шенк К, Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1983, с, 284, р. 1717. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ . НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для выдачи сигналов в форме постоянного напряжения, величина которого пропорциональна Ы 2, 1647875 А 1 длительности входного импульса. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности - достигается тем, что в преобразователь время - напряжения введены диоды 1-4, источник 11 тока, конденсатор 13, резистор 17. инвертор 10, содержащий транзисторы 20, 21, источники 22, 33 напряжения и резисторы 24-27, и одновибратор 9, содержащий операционный усилитель, два источника тока, два диода, конденсатор и резистор. Преобразователь также содержит диод 5, входную шину 7, выходную шину 8, конденсатор 12, операционные усилители 14, 15, резистор 16 и нормально замкнутый ключ 18. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к импульснойтехнике и предназначено для выдачисигнала в форме постоянного напряжения,величина которого пропорциональна длительности входного импульса.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности.На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя время - напря. жение; на фиг. 2 - диаграммы его работы; нафиг, 3 - схема одновибратора.Преобразователь время - напряжениесоДержит диоды 1-6, входную шину 7, выходную шину 8, одновибратор 9, инвертор10, источник 11 тока, первый 12 и второй 13конденсаторы, первый 14 и второй 15 операционные усилители, первый 16 и второй17 резисторы, нормально замкнутый ключ18. Входная шина 7 соединена с входомисточника 11 тока, с первым выводом диода1 и через одновибратор 9 с первым выводомдиода 2 и с входом инвертора 10, первыйвыходкоторого через диод 3 соединен с первым выводом резистора 16 и с, неинвертирующим входом операционного усилителя 14, авторой выход через диод 4 соединен с первым выводом резистора 17 и с неинвертирующим входом операционного усилителя 15.Выходы операционных усилителей 14 и 15через соответствующие диоды 5 и 6 соединены с выходной шиной 8 и через конденсатор 13 - с общей шиной 19, соединеннойчерез ключ 18 с выходом источника 11 тока,Инвертор 1.0 содержит транзисторы 20и 21, источники 22 и 23 напряжения и резисторы 24 - 27. Одновибратор 9 содержит операционный усилитель 28, источники 29 и 30тока, диоды 31 и 32. конденсатор 33, резистор 34,Назначение инвертора 10 - формирование на своих выходах высокого напряженияразной полярности в течение времени отсутствия на его входе напряжения иформирование на своих выходах высокогонапряжения противоположной полярностив течение всего времени присутствия на еговходе управляющего напряжения,Назначением олновибратора 9 является формирование на своем выходе импульсапрямоугольной формы заданной длительности, передний фронт которого совпадает сзадним фронтом импульса, поданного навход одновибратора,Работа преобразователя время - напряжение заключается в следующем.В отсутствии импульсов Овх на шине 7(см. момент времени т 1) конденсаторы 12 и13 разряжены, диоды 5 и 6 смещены в обратном направлении, ток источника 11 токаотсутствует, ключ 18 замкнут. Допустим, что в момент времени т 2 проходит первый импульс Овх на шину 7 с указанной(см, фиг,2 а) длительностью, Начиная с этого момента, с выхода источника 11 тока, в качестве которого можно использовать, например, резистор. с последовательно включенным диодом или общеизвестные управляемые генераторы тока на транзисторах или на операционных усилителях, нацинает протекать ток, которым заряжается конденсатор 12, так как в этот момент времени ключ 18 размыкается вследствие прихода на его вход управления высокого положительного напряжения с шины 7 через диод 1, Состояние операционных усилителей 14 и 15 остается неизменным вследствие того, что через диоды 3 и 4 на их неинвертирующие входы поступают высокие напряжения, значительно большие по своей величине, чем максимально возможная величина заряда конденсатора 12,Величины сопротивлений резисторов 16 и 17 используются большими, благодаря чему обеспечивается несущественное влияние токов этих резисторов на величину заряда конденсатора 12. Кроме того, токи этих резисторов текут навстречу и поэтому они взаимно компенсируются. В момент времени 1 з на шине 7 формируется задний фронт входного импульса, ток с выхода источника 11 тока равен нулю. По заднему фронту вы-. ходного импульса запускается одновибратор 9, положительный импульс с его выхода, вопервых, через диод 2 удерживает ключ 18 в разомкнутом состоянии, а во-вторых, этот импульс поступает на вход инвертора 10. Транзистор 21 насыщается, и диод 3 смещается в обратном направлении,Одновременно с этим происходит насыщение транзистора 20, на коллекторе которого формируется отрицательный потенциал, от которого диод 4 смещается в обратном направлении.На неинвертирующие входы через резисторы 16 и 17 поступает напряжение заряда конденсатора 12 положительной полярности, вследствие чего на выходе операционного усилителя 14 напряжение положительной полярности, диод 5 отпирается и благодаря глубокой обратной связи конден-сатор 13 приобретает заряд, равный заряду на конденсаторе 12. В момент времени 14 с выхода одновибратора 9 формируется задний фронт выходного импульса, ключ 18 замыкается и конденсатор 12 через него быстро разряжается, Одновременно с этим в момент времени з отпираются диоды 3 и 4, а диоды 5 и 6 смещаются в обратном направлении и заряд на конденсаторе 13 в дальнейшем не изменяется до момента фор1647875 45 мирования заднего фронта следующего импульса на шине 7.В том случае, если время-длительность на входной шине 7 в дальнейшем неизменна, то и выходное напряжение на шине 8 5 неизменно, без всяких пульсаций.Если. в момент времени тб приходит импульс меньшей длительности, то к моменту времени тт конденсатор 12 заряжается до меньшей величины, поэтому и при запира нии диодов 3 и 4 напряжение на конденсаторе 13 положительной полярности равно предыдущему значению, т.е. большее, чем на конденсаторе 12, Поэтому на выходе операционного усилителя 15 напряжение резко 15 уменьшается и конденсатор 13 через диод быстро разряжается до величины напряжения на конденсаторе 12.Таким образом, быстродействие преобразователя время - напряжение всегда рав но одному периоду при любой частоте входных импульсов,Формула изобретения1. Преобразователь время - напряже ние, содержащий два операционных усилителя, инвертирующий вход первого из которых соединен с выходной шиной, первый конденсатор, первый выход которого соединен с общей шиной, а второй - с пер вым выводом нормально замкнутого ключа, первый резистор и первый диод, о т л ич а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения быстродействия и точности, в него введены одновибратор, источник тока, инвертор, 35 второй конденсатор, второй резистор и пять диодов, вход одновибратора соединен с входной шиной и с входом источника тока, выход которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и соответственно че рез первый и второй резисторы с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, выходы которых соответственно, через первый и второй диоды соединены с выходной шиной, инвертирующие входы операционных усилителей объединены и через второй конденсатор соединены с общей шиной, выход одновибратора через третий диод соединен с управляющим выводом нормально замкнутого ключа, который через четвертый диод соединен с входной шиной, второй вывод нормально замкнутого ключа соединен с общей шиной, вход инвертора соединен с выходом одновибратора, а выходы инвертора соответственно через пятый и шестой диоды соединены с неинвертирующими входами пеового и второго операционных усилителей,2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем. что, инвертор выполнен на двух транзисторах различного типа проводимости, эмиттер первого из которых соединен с водом инвертора, база через первый резистор - с общей шиной, а коллектор - с первым выходом инверторз и через второй резистор с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с первой шиной источника питания и через третий резистор со своей базой, а коллектор соединенс вторым выходом инвертора и через четвертый резистор с второй шиной источника питания.3, Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, одновибратор выполнен на компараторе, неинвертирующий вход которого через параллельно соединенные первый источник тока и конденсатор соединен с общей шиной и через первый диод - с входом одновибратора, который через второй диод соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, который через параллельно соединенные резистор и второй источник тока соединен с общей шиной, выход операционного усилителя соединен с выходом одновибратора.1647875Составитель Н.Ферапонтова Редактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши аказ 1652 Тираж 476 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10