Функциональный преобразователь напряжения в частоту

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6% 01) 3% Н 03 К 13/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР:"1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИД"."П."ЛЬСТНУ ф(Рф 1 ъдоч(46) 23,05.84. Бюл. У 19 (72) В.П. Комлев, В.П. Захаров, С.И, Малафеев, А.В. Иихайлов, П.Б, Самойлов и И.Е. Василенко (7 1) Владимирский политехнический институт(56) 1. Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС, И "Советское радио", 1980, с. 116-119.2. Авторское свидетельство СССР В 569025, кл. Н 03 К 13/20, 1977.(54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий последовательно соединенныеисточник преобразуемого сигнала ипервый интегратор, второй интегратор, первый и второй ключи сбросапервого и второго интегратбров соответственно и пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повьипения точности, в него введены инвертор, третий и четвертый ключи, третий интегратор и элемент НЕ, причем инвертор включен между выходом источника преобразуемого сигнала и входом второго интегратора, входы третьего интегратора через третий и четвертый ключи соединены с выходами первого и второго интеграторов соответственно, а выход третьего интегратора подключен к входу порогового элемента, вход элемента НЕ под-ключен к выходу порогового элемента, а выход соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, управляющий. вход четвертого ключа соединен с выходом порогового элемен"Ф та, который является выходом преобразователя,1094145 ватель напряжения в частоту, содер"жащий последовательно соединенныеисточник преобразуемого сигнала ипервый .интегратор, второй интегратор, первый и второй ключи, соединенные параллельно с конденсаторами в цепях обратных связей первогои второго интеграторов соответственно, и пороговый элемент, выходкоторого соединен с управляющим входом первого ключа, введены инвертор,третий и четвертый ключи, третий интегратор и элемент НЕ, причем инвертор включен между выходом источника преобразуемого сигнала и входомвторого интегратора, входы третьегоинтегратора через третий и четвертый ключи соединены с выходами первого и второго интеграторов соответ"ственно, а выход подключен к входупорогового элемента, вход элементаНЕ подключен к выходу порогового элемента, а выход соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, управляющий вход четвертогоключа соединен с выходом пороговогоэлемента, который является выходомпреобразователя. На фиг. 1 приведена схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Преобразователь содержит источник 1 преобразуемого сигнала, инвертор 2, первый 3 и второй 4 интеграторы (3, 1 и 4. 1 - резисторы на входе, 3.2 и 4.2 - конденсаторы в цепях обратной связи .операционных усилителей), ключи 5-8, третий интегратор 9 (9. 1 и 9,2 - резисторы на входе, 9.3 - конденсатор в цепи обратной связи операционного усилителя 9.4), пороговый элемент 10 ( 10, 1 - резистор на входе операционного усилителя 10,2, 10.3 и 10.4 - делитель напряжения в цепи положительной обратной связи), элемент НЕ 11.К выходу источника 1 преобразуемого сигнала подключены инвертор 2 и первый интегратор 3, к выходу инвертора 2 подключен второй интегратор 4, первый 5 и второй 6 ключи шунтируют интегрирующие емкости соответственно первого 3.2 и второго 4.2 конденсаторов, выходы первого 3 и второго 4 интеграторов через третий 7 и четвертый 8 ключи соответственно подключены к резисторам 9. 1 и 9.2 на входе третьего интегИз этого соотношения следует, что статическая характеристика известного преобразователя не точно соот ветствует корню квадратному от величины преобразуемого сигнала, что обусловлено конечным временем разряда Ср интегрирующих емкостей.Таким образом, недостаток известного устройства - низкая точность Фпреобразования.Цель изобретения - повышение точаости преобразования аналогового сшгзила в частоту импульсов, пропорционавьную корню квадратному от величинй входного сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразоИзобретение относится к измерительной и вычислительной техникеи может быть использовано в устройствах обработки и преобразования информации. 5Известен преобразователь напряжения в частоту импульсов, содержащий источник преобразуемого сигнала, интегратор, пороговый элемент,управляющий ключом, который шунтирует емкость интегратора 11.Недостаток этого устройства - ограниченные функциональные возможности (осуществляется только линейное преобразование аналогового сигнала в частоту следования импульсов, при котором невозможно получение выходной частоты, пропорциональной корню квадратному из величины аналогового сигнала). 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является функциональный преобразователь напряжения в частоту ,следования импульсов, содержащий пос ледовательно соединенные источник преобразуемого сигнала, первый и второй.интеграторы, пороговый элемент, уровень срабатывания которого является источником опорного напряжения 30 Чо, первое и второе разрядные устройства, управляемые пороговым элементом и шунтирующие соответственно емкости первого и второго интеграторов 121 . 35.Зависимость выходной частоты известного преобразователя от величины .преобразуемого сигнала Б имеет вид40691оп+р 1 ф" Р3 1094145В момент времени, пороговый в элемент 10 переключается, его выходное напРЯжение Равно Ц 14 = +Бр т,е, устройство возвращается в исходное состояние. Далее процессы повторяются. За время й выходное напряжение третьего интегратора 9 изменяется на величину 5= ИО К,К К,Кгпе К к - ноэффекпнент Фр кткеКК Ф 74 1 пропорпнонепености преобразователя.Отсюда следует, что выходная частота преобразователя прямо пропор циональна корню квадратному из ве-.кличины входного сигнала.Таким образом, введение в схемупреобразователя, инвертора, третье"го и четвертого ключей, третьего ин- Ю ,тегратора и элемента НЕ повышаетточность преобразования аналоговогосигнала в частоту импульсов, пропорциональную корню квадратному отвеличины входного сигнала, так как 25 устраняет влияние разряда емкостиинтегратора на точность преобразования,ФОоК 41911 ЬОц Бе- (-0 ф): 20 орфЬ 11 =-. - К КК ЦСоткуда Аналогично определяют время. Выходная частота описывается вы- ражением КК,к к к,к, Ьык41 кр но ОК 4 К 4 Кт ГКККэк1094145 455/44 Тираж 862НИИПИ Государственного комитета СССпо делам иэобретенйй и открытий35, Москва,. Ж"35, Раушская наб., д. Подписи 45.113 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ал Составитель В. Пешков ктор И. Николайчук Техред А.Кикемеэей Корректор А. ференц