Преобразователь периода сигнала в напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 57 А ЕНИЯ ИЗОБРЕТЕЛЬСТВУ Рх ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СГ 1 КСАН И Е АВТОРСКОМУ СВИД 1(56) Авторское свидетельство СССРй. 1109898, кл. Н 03 К 13/02, 1983;Бородин Н.И. Импульсные устройствана морском транспорте. М,: Транспорт,1987, с. 218, рис.10.15,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЕРИОДА СИГНАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано винформационно-измерительных .системахили системах автоматического управлениядля быстродействующего преобразователячастотно-модулированных сигналов в напряжение, Цель изобретения - расширениеобласти использования за счет формирова(Я)5 Н 03 К 9/06, Н 03 М 1 2ния на выходе устройства постоянного напряжения, пропорционального периоду сигнала, Для этого в преобразователь периода сигнала в нап 1 жение, содержащий входную и выходную шины 11, 12, интегрирующий конденсатор 4, операционный усилитель 1, резисторы 14, 15, транзистор 10 и генератор 13 тока, введены преобразователь 8 периода в скважность 2, формирователь 9 двухфазного сигнала, операционные усилители 2, 3, диоды 6, 7 и конденсатор 5, Напряженйе на койдейсаторе 5 устанавливается близким к пиковому напряжению на интегрирующем-койденсаторе 4, а затем, когда с формирователя 9 поступают постоянные напряжения и диоды 6 и 7 смещаются в обратном направлейии, напряжение на конденсаторе 5 остается неизмейным до прихода следующего сигнала (/) на входну 1 о шину 11, 2 ил.ника 24, На инвертирующем входе усилите-пр ля 1 образуется виртуальный ноль. вс Напряжение отрицательной полярности от са источника 24 через резисторы 20, 21 и диод на 18 поступает на неинвертирующий вход ус Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах или системах автоматического управления для быстродействующего преобразователя 5 частотно-модулированнььхсигналов в цапрякецие.Цель изобретения - расширение области использования за счет формирования на выходе устройство постоянного напря Д жейия, пропорционального периоду сигнала,На фиг.1 представлена функциональная электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграмма импульсов.15 Преобразователь периода сигнала в напряжение содержит операционные усилители 1,3, интегрирующий конденсатор 4,конденсатор 5, диоды 6, 7, преобразователь8 периода в скважььость 2, формирователь 9 20двухфазного сигнала, транзистор 10, вход ную шину 11, выходную шину 12, генератор13 тока; резисторы 14, 15,Формирователь двухфазного сигналаможет состоять из стабилитрона 16, диодов 25 17, 18, резисторов 1922, источников 23, 24 напряжения разной полярности, транзистора 25; конденсатора 26,Преобразователь 8 периода в скважность 2.импульса предназначен для Форми ровация на. своем выходе прямоугольных импульсов с периодом входного сигнала и скважностью 2. При этом входной сигнал может быть любой формы, Такой преобразователь может быть выполнен на компара торах, если, например, сигнал имеет синусоидальную форму, или ца триггере со счетным входом,если сигнал импульсный,Формирователь 9 двухфазного сигнала предназначен для формирования ца своих 40 выходах соответственно напряжения отри цательной и положительной полярности и обеспечения "обрыва" выходной цепи ца время длительности импульса на его входе.В отсутствие входного сигнала ца вход ной шине 11 напрякение с выхода блока 8 равно нулю (если используется триггер, то он принудительно цепью, не показанной на чертеже, устанавливается в состояние, при котором ца его выходе напряжение отсутст вует). Ток от генератора 13 протекает в коллектор и базу транзистора 10, Ток коллектора транзистора 10 создает.на резисторе 19 некоторое падение напряжения,меньшее, чем величина напряжения источ усилителя 2, поэтому на его выходе присутствует напряжение отрицательной полярности, которое запирает диод 6,Положительное напряжение от источника 23 через резистор 22 и диод 17 поступает на цеинвертирующий вход усилителя 3,поэтому на его выходе присутствует напряжение положительной полярности и диод 7смещен в обратном направлении, Конденсатор 5 оказывается отключенным от источников напряжения, и на его обкладкахсохраняется напряжение Овьи, соответствующее предыдуьцему периоду входного сигнала.В один из полупериодов входного напряжения Увы на выходе преобразователя 8периода в скважцость 2 формируется напряжение Оз положительцол полярности, время присутствия которого строго равнополупериоду входного сигнала ь ьььхВ течение времени наличия положительного напряжения 3 в с выхода блока 8 на.выходе операционного усилителя 1 формьлруется напряжение положительной полярности, которое запирает транзистор 10, токчерез резистор 19 становится близким к нулю и конденсатор 26 разряжается через резисторы 19-21, После запираниятранзистора 10 током от генератора 13 заряжается кондейсатор 4, Величина максимального значения напряжения наконденсаторе 4 прямо пропорциональнадлительности импульса с выхода блока 8, ноона меньше напряжения с выхода усилителя1, поэтому транзистор 10 надежно закрыт,Сопротивления резисторов 14 и 15 должцы быть такими, чтобы токи через них отнапряжений с выходов формирователя 9двухфазного напряжения были значительноменьше тока от генератора 13.В связи с тем, что токи через резисторы14 и 15 протекают в разных направлениях иимеют большуьо величину, они компенсируьот друг друга. Указанные условия обсспечивают практическую стабильность токазаряда кондецсатора 4,Величины напряжений с выхода формирователя 9 двухфазного сигнала большемаксимально возможной величины напряжения на конденсаторе 4. Это условие обеспечивает надежное запирание диодов 6 и 7в течение времени присутствия напряженияс выходов блоха 9,В момент формирования заднего Фронта импульса положительной полярцостиоисходит отпиравле транзистора 10,ледствие того, что напрякение на коцденторе 4 мгновенно измениться не может,пряжение на цеинвертируюгцем входеьллителя 1 становится равным нулю, а наегб конвертирующем входе имеется положительное напряжение заряда конденсатора 4, После отпирания транзистора 10происходит быстрый разряд конденсатора4 до его исходного состояния большим током эмиттера транзистора 10.В момент отпирания транзистора 10вследствие большого базового тока транзи.стор 10 насыщается и на его коллекторе. напряжение становится близким к нулю (к 10величине напрякения на конденсаторе 4).Для того чтобы в этот момент напряжение с конденсатора 4 не могло поступатьчерез входные цепи в блок 9, последовательно с диодом 18 включают стабилитрон 1516, напряжение пробоя которого меньшенапряжения источника 24, но больше максиглально возможного напряжения на конденсаторе 4,Время, в течение которого диоды 17 и 2018 смещены в обратном направлении, уста-навливается величиной емкости конденсатора 26, и оно по сравнению с временемразряда конденсатора 4 является малой величиной. 25В течение времени отсутствия напряже-.ний с выходов блока 9 на неинвертирующихвходах усилителей 2 и 3 присутствует напряжение заряда конденсатора 4, Если величина этого напряжения больше напряжения 30на конденсаторе 5, отпирается усилитель 2и своим током через диод 6 заряжает.кон-:денсатор 5 до величины напряжения на неинвертирующем входе усилителя 2.Если величина напряжения на неинвертирующих входах усилителей 2 и 3 меньше,чем на конденсаторе 6, отпирается усилитель 3 и его током конденсатор 5 быстроразряжается до величины напряжения нанеинвертирующел входе усилителя 3 40 Такщл образом, напряжение на конденсаторе 5 устанавливается близким к пиковому напряжению на конденсаторе 4, а затем, когда с блока 9 поступают постоянные на пряжения и диоды 6 и 7 смещаются в обратном направлении, напряжение на конденсаторе 5 остается неизменным до прихода следующего сигнала на входную шину 11. 50 Формирователь 9 может быть выполнен по различным схемам, в частности с использованием одновибратора, запускаемого положительным входным импульсом, снимаемым с резистора 19 через конденсатор 26.Ток перезаряда конденсатора 5 может быть увеличен при помощи установки вместо диодов 6 и 7 базо-змиттерных переходов мощных транзисторов.Формула изобретения Преобразователь периода сигнала в напряжение, сОдержащий входную и выходную шины, интегрирующий конденсатор, первый операционный усилитель, два резистора, транзистор и генератор тока, первый вывод которого соединен с первым выводом интегрирующего конденсатора и первымвыводом первого резистора,пр 1 лчем вторые выводы интегрирующего конденсатора и генератора тока соединены с общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области использования, в него введены формирователь. двухфазного сигнала, второй и третий ойерационные усилители, два диода и конденсатор; причем первый вывод интегрирующего конденсатора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирую- щий вход которого соединен с входной шиной, а выход- с базой транзистора, эмиттер которого соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, а коллектор - с входом формирователя двухфазного сигнала, первый выход которого соединен с вторым выводом первого резистора и неинвертирующим входом второго операционного усилителя, а второй выход - с вторым выводом второго резистора и неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены с выходной шиной, катодом первого диода, анодом второго диода и первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, анод первого диода соединен с выходом второго операционного усилителя, а катод второго диода - с выходом третьего операционного усилителя.1764157 Составитель В.ТурченковТехред М.Моргентал Корректор О,Густ Ред Г,Бельская твенно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ои Заказ 3463 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035,МоскваПодписноепо изрбретениям и открытиям при ГКНТ ССС