Преобразователь напряжения в интервал времени

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использованав качестве функционального блока вспециальных и универсальных измерительных приборах и системах,Известны преобразователи напряжения в интервал времени, содержащиепереключатель, операционный усилительи резисторы, н которых полностью устранены погрешности, обусловленныевлиянием остаточных параметров ключей в цепи преобразуемого и опорногонапряжений 1,Однако в данных устройствах точность преобразования существенным об разом зависит от стабильности отношения четырех резисторов, входящих вформулу преобразования, Кроме того,данные устройства отличаются сложнос"тью схемной реализации, что приводитк повышенной мощности, потребляемойсхемой,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является:преобразователь напряжения н интервал 2времени, содержащий ключ и переключатель, два операционных усилителя, инвертирующий вход первого иэ которыхсоединен с первым выводом первого ре"зистора, первым выводом ключа и пер- З 0вой обкладкоп интегрирующего конденсатора, выход первого операционногоусилителя соединен с первым входампереключателя, выход которого подключен к второй обкладке интегрирующегоконденсатора, выход второго операционного усилителя соединен с вторым входом переключателя, управляющие входыключа и переключателя соединены с со"ответствующими выходами блока упранле 40ния, первый вход которого соединен свыходом генератора тактовых импульсов опорного напряжения 2 .Недостатками известного устройства являются низкая точность, абуслов"ленная нестабильцостью сопротивленийрезисторов в цепях преобразуемого иОпорного напряжений и низкое входноесопротивление,50Цель изобретения - повышение точности преобраэанация и входного сопротивления,Поставленная цепь достигается темчто н преобразователь цапряжения винтервал нремеци, содержащий ключ ипереключатель, два операционных усилителя, ицвертирующий вход первогоиз которых саедицец с первым выводом первого резистора, первым выводом ключа и первой обкладкой интегрирующего конденсатора, выход первого операционного усилителя соединен с первым входом переключателя, вьгход которога подключен к второй обкладке интегрирующего конденсатора, выход второго операционного усилителя соединен с вторым входом переключателя, управляющие входы ключа и переключателя соединены с соответствующими выходами блока управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсон опорного напряжения, введены дополнительные операционный усилитель и ключ, нключенный между выходом и иннертирующим входом дополнительного операционного усилителя, указанный вход которого соединен с второй обкладкой интегрирующего конденсатора, цеинвертирующий нхацс шиной опорного напряжения и неиннертирующим входом второго операцион. ного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен ю общей шине, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к шине преобразуемого сигнала, выход второго операционного усилителя соединен с выходом ключа, а выход допал. нительнаго операционного усилителя соединен с вторым входом блока упранления, причем управляющий вход дапалнительного ключа подключен к управляющему входу ключа,На фиг. 1 и 2 представлены соответственна функциональная схема пре"обраэователя напряжения н интервалвремени и временные диаграммы, поясняющие его работу,Предлагаемое устройство содержитрезистор 1, шину 2 опорного цапряжеция, операционные усилителя 3, 4 и 5, ключи 6 и 7, переключатель 8, конденсатор 9, генератор 10 тактов, блок 11 управления, точки 12-15.Инвертирующий вход первого операционного усилителя 5 соединен с иннертирующим входом второго операцианного усилителя 3, первой обкладкойконденсатора 9 и через резистор 1подключен к шинеземля , Выходы пер"ваго 5 и второго 3 операционных усилителей соединены с выходами лереключателя 8, вход которого подключенк второй обкладке конденсатора 9 иицвертирующему входу третьего опера 1091336ционного усилителя 4. Первый ключ 6соединяет выход первого операционного усилителя 5 с его неинвертирувщим входом. Второй ключ 7 соединяет5выход третьего операционного усили"теля 4 с его неинвертирующем входом,Управляющие входы ключей 6 и 7 и пе"реключателя 8 соединены с выходамиблока 11 управления, а входы блока 11соединены соответственно с выходомгенератора 1 О тактов и выходом операционного усилителя 4, 1 Пина 2 опорногонапряжения подключена к неинвертирующим входам первого 5 и третьего 4операционных усилителей. Вход схемы является неинвертирующим входомвторого операционного усилителя 3.Лиаграммы 12-15 (Фиг. 2) соответствуют точкам 12-15 на фиг. 1.20Работа преобразователя напряженияв интервал времени осуществляетсяследующим образом,В начале цикла преобразования вмомент времени 1 о (Фиг. 2) по команде с выхода генератора 10 тактов переключатель 8 подключает обкладкуконденсатора 9 к выходу операционного усилителя 3. Я результате этогоконденсатор 9 заряжается током, пропорциональным входному напряжению О,и в момент времени(фиг. 2) конденсатор 9 заряжается до напряжения"х(1 о)с = ,935где В и С - значения соответствен 9 Фно, сопротивления резистора 1 и емкости конденсатора 9.В момент времени С переключатель408 подключает обкладку конденсатора9 к выходу операционного усилителя 5,в результате чего конденсатор разряжается током, пропорциональным 0 о,Момент времени 12 (Фиг. 2), значение45которого определяется из соотношения11 (1-р) П (й -11)ВС, КС,характеризуется равенством нулю напряжения на конденсаторе 9, В этотмомент времени выходное напряжениеоперационного усилителя 4 изменяетсяскачком и переводит триггер блока 11в единичное состояние, В результатеэтого открывавтся ключи 6 и 7, Фиксируя равным нулю напряжение на конден"саторе 9. Ключи 6 и 7 остаются открытыми до начала следующего цикла преобразования (момент 13, фиг. 2), когда по команде с генератора 10 тактов,триггер блока 11 возвращается в исходное состояние,Информативный интервал времениьт= с -, =(-,)ане зависит от значений параметровэлементов схемы.По сравнению с устройством-прототипом повышение точности преобразования достигается за счет облегче"ния режима работы источника опорногонапряжения, который в предлагаемомустройстве работает практически врежиме холостого хода при неизменнойнагрузке. В силу этого в качествеисточника опорного напряжения в устройстве можно использовать нормальный элемент.Поскольку к выходному сопротивле"нию источника опорного напряженияне предъявляется жестких требований,то источник 00 может бЫть маломощным.Таким образом, одновременно с повышением точности достигается снижениепотребляемой мощности.Для сравнения технико-экономичес"ких показателей в качестве базовогообъекта выбран микроэлектронный преобразователь напряжения в интервалвремени ММ 5863 фирмы США "ИаС 1 опа 15 еш 11 апд", имеющий погрешность 0,053,потребляемая мощность ПНВмВт,время преобразования 40 мс. В отличие от базового объекта в предлагаемом преобразователе в качестве опорного источника используется нормальный элемент, что дает возможностьуменьшить потребляемую мощность в2 раза, При этом точность, которая вбазовом объекте определяется стабильностью опорного источника, в заявляемом устройстве может быть увеличенана порядок, так как в отличие от стабилизаторов, применяющихся в качестве опорного источника, стабильностьнормального элемента на порядок выше,Таким образом, можно сделать вывод, что технико-экономические показатели предлагаемого устройства с учетом обоснованной выше перспективы его изготовления в микроэлектронном исполнении являются достаточно высокими, 091336А. Лзятке Ред Зак 3100/54 В5де иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проек Я Составитель Н. Козтор М, Янович Техред А. Ач Тираж 862 ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035 Москва, ЖРаушская на