Преобразователь напряжения в периодследования импульсов

Сфез Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЗМУ СВ ОЗЛЬСТВУ(вам, клз с присоединением заявки йо Н 03 К 13/20 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 15.04. 81(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРИОД СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к автомати-ке и измерительной технике и можетбыть использовано в измерительных ивычислительных устройствах,Известен преобразователь, содержащий интегратор, переключатель вход-ных аналоговых сигналов, с помощьюкоторых входное аналоговое напряжение подается на вход интегратора, квыходу которого подключены детекторы уровняВыходные сигналы детекторов уровня изменяют состояние переключающегодвухстабильного блока, который уп"равляет переключателями 11)Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничениязначения периода выходного сигнала, необходимость подавать на входдвухполярный сигнал и недостаточная точность преобразования вследствие применения ключей на входепреобразователя,Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь напряженияв период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входыкоторого подключены соответственнок выходам источников положительногои отрицательного потенциала, а выход через интегратор соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шинойпреобразователя 2 1.Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничения значения периода выходного сигнала, необходимого для компактности,точности и быстродействия последующих цифровых устройств, обрабатывающих выходной сигнал,Цель изобретения - обеспечение 15 ограничения значения периода выходного сигнала.Эта цель достигается тем, чтов преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержа.щия двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников положительного иотрицательного потенциала, а выходчерез интегратор Соединен с первыми 25 входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шинойпреобразователя,введены ключи, делитель напряжения и блок управления, ЗО,первый и второй входы которого соединены с выходом первого и второго коипараторов соответственно, а выходы подключены к управляющим входам ключей, первый иэ которых включен между выходом источника положитель, ного потенциала и первым входом делителя напряжения, между вторым входом которого и выходом источника отрицательного потенциала включен второй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого подклю-чен к управляющему входу двухполярного ключа и выходной шине преобразователя, а для получения значения периода .выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала через заданныйуровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого компаратора.На фиг. 1 приведена блок-схема 20 преобразователя напряжения в период следования импульсов 1 на фиг. 2временные диаграммы его работы.Преобразователь содержит интегратор 1, первый компаратор 2, вто рой. комйаратор 3, двухполярный ключ 4, источник 5 положительного потенциала, источник б отрицательного потенциала, блок 7 управления, первый ключ 8, второй ключ 9 и делитель 10 напряжения. Выход интегратора 1 соединен с первыми входами компараторов 2, 3, вход интегратора соединен с выходом двухполярного ключа 4, входы которого подключены к выходу источни- З 5 ка 5 положительного потенциала и источника б отрицательного потенциала, а управляющий вход - к выходу компаратора 3, второй вход первого компаратора 2 соединен с входной шиной преобразователя, вьходы компараторов 40 2 и 3 подключены через блок 7 управления к управляющим входам первого 8 и второго 9 ключей, вход первого ключа 8 подключен к выходу источника 5 положительного потенциала, вход 45 второго ключа 9 в . к выходу источника б отрицательного потенциала, выходы ключей подключены к входам делителя 10 напряжения, выход которого соеди" нен с вторым входом второго компара- О тора 3, Интегратор 1 осуществляет интегрирование двухполярных импульсов прямоугольной Формы стабильной амплитуды, Формируемых с помощью ДЪухпо- лйриого ключа 4,управляемого выходным сигналом второго комиаратора 3 с помощью источника 5 положительного потенциала и источника б отрица" тельного потенциала. Первый компаратор 2 осуществляет сравнение выходного напряжения интегратора 1 треу-. 60 гольной формы и входного напряжения преобразователя и в моментыравенства Формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 управленйя, Вто- рой компаратор 3 осуществляет сравне ние выходного сигнала интегратора 1 с амплитудой прямоугольных импульсов, поступающих с выхода делителя 10 напряжения, н в моменты равенства формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 управления. Блок 7 управленияформирует сигналы управления ключами Ы и 9 в зависимости от выходных сигналов компараторов, причем ключ 9, коммутирующий выходной сигнал источника б отрицательного потенциала открыт прн наличии сигнала положительной полярности либо на выходе компаратора 2, либо на выходе ксмпаратора 3, при этом ключ 8, коммутирующий выходной сигнал источника 5 положительного потенциала закрыт, При наличии на обоих выходах компараторов 2 и 3 сигналов отрицательной полярности ключ 9 закрывается, а ключ 8 открывается. Делитель 10 напряжения обеспечивает формирование необходимого значения амплитуды импульсов опорного напряжения положительной и отрицательной полярности, поступающих на вход компаратора 3.На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы преобразователя, где Ивх - входное напряжение преобразователя;. Оел вь 1 х, - выходное напряжение делителя 10 напряжения;- выходное напряжение интегратора 1; Пкомп. выем, ф гноме,М. выходные напряжения соответственно первого компаратора 2 и второго ком"паратора 3; О- уровень ограниче-, ния напряжения; Т - период выходного сигнала.Преобразователь работает следующим образом.В одиниз моментов времени на, вход компаратора 3 поступает положительное напряжение, При этом на вход интегратора 1 поступает с выхода двухполярного ключа 4 положительный перепад напряжения +Е, а на второй вход компаратора 3 - отрицательный -П н, с выхода делителя 10 напряжения, Интегратор интегрирует положительный перепад напряжения, в результате чего выходное напряжение интегратора Уннт,вью убывает по линейному закону. В момент равенства выходного напряжения интегратора 08". значению отрицательного найряжения на втором входе второго компаратора 3 -Уон, полярность выходного напряжения компаратора изме" няется на противоположную, в реэуль" тате чего изменяется полярность вы" ходного напряжения и двухполярного ключа 4, а также выходного напряжения делителя 10 напряжений, а амплитуда становится равной Обг, Вследствие того, что цепь, соединяющая выход делителя 10 напряжения и второй вход второго компаратора 3, является цепью положительной обФормула изобретения ратной связи, компаратор 3 остается в этом положении, а интегратор 1.интегрирует отрицательный перепад напряжения -Е. Выходное напряжение интегратора при этом линейно возрас- тает. Если значение входного напряжения преобразователя Оэх меньше значения Орг. (фнг. 2, временные диаграммы, соответствующие Оех =и ОЕ =ОЕ , выходное напряже- .Х. Ех В,а.ние интегратора достигает раньше 1 О значения Оех чем О ,. При этом пер вый компаратор 2 формирует сигнал Окоме, выхвоздействующий на ключие8, 9 через блок 7 управления таким образом, что полярность выходного сигнала делителя 10 напряжения ста- . 15 возится отрицательной, а амплитуда- равной О , . В результате этого полярность выходного сигнала второго компаратора изменяется с отрицательной на.положительную,второй компаратор остается в этом положении благодаря наличию положительной обратной связи, а процесс колебаний повторяется, На выходе интегратора 1 образуются колебания треугольной формы, период колебаний которых про- , порционален входному напряжению .Оех .,На выходе второго компаратора 3 образуются импульсы прямоугольной формы с периодом следования, пропорциональным входному напряжению И 8 Х . Если вхоДное напРЯжение И Е превышает значение, О , (фиг. 2, вре. менная диаграмма, соответствующая Ор,3 о ) то при интегрировании от. рицательного перепада входное напря 1 жение интегратора достигнет раньшезначения Ор., чем Ое . В момент равенства Окт Емх =Ос, срабатывает . . второй компаратор 3, полярность выходного сигнала компаратора изменя .ется с отрицательной на положительную:и компаратор 3 остается в этом положении благодаря наличию положительной обратной связи. Процесс колебаний повторяется. На выходе второго компаратора З,образуются Импульсы прямоугольной формы, период следования которых стабилен, равен Т и не зависит от входного напряжения Ое . На выходе первого компаратора 2 импульсный сигнал отсутствует, и компаратор не участвует в процессе колебаний. При необходимости получения на выходе преобразователя определенного стабильного значения периода колебаний при достиже нии ограничения к выходной шине преобразователя подключается выход второго компаратора 3. При необходимости получения на выходе преобразователя значения периода колебаний,. равного бесконечности , к выходной шине преобразователя подключается выход первого компаратора 2. 1, Преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников. положительного и отрицательного потенциала, а выход че-рез интегратор соединев с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью ограничения значения периода выходного сигнала, в него введены ключи, делитель напряжения и блок управления, первый и второй входы которого соединены с выходом первого и второго компараторов соответственно, а выходы подклю- чены к управляющим входам ключей, первый из которых включен между выходом источника положительного потенциала и первым входом делителя напряжения, между вторым входом которого.и выходом источника отрица" тельного потенциала включен второй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторим входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющему входу двухполярного ключа и выходной шине преобразователя.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения значения периода выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала . через заданный уровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого компаратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии 9 48-20253,сл. Н 03 К 13/20, 1973.822353Ъ%с Ригвт. М Составитель В. Махнановедактор С. Тимохина Техред Т.Маточка . орректор М. Кос Э дписное иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,1893/83 Тираж 988 ВНИИПИ Государственного ком по делам иэобретений и 113035, Москва Ж, Раушскта СС крыти наб.,