Преобразователь напряжения в интервал времени

Преобразователь напряжения в интервал времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, сО;ДеЕМ а11дай пер вый и второй операционные усилители, неинвертирупоие входил которых соединены с-общей 1иной, .а инвертирующие подключены к средним точкам соответ .ствуюиих ЕС-цепей, образуемым сэедшнениемгп рвых выводов резистора . и конденсатора, устройство сравнения напряжений,входы которого соединены с вторыми выводами конденсаторов RC-цепей, триггер, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения напряжений, а второй - с выходом генератора тактовых импульсов , а выход подключен к управляющим входам двухключей, через первый из которых и резистор к инаерта-, рующему входу первого операционного усилителя подключена Ешна образцового напряжения, а второй ключ подключен параллельно конденсатору RC-цепи второго оперощионнбго усилтателя, . о т л и ч а ю щ и и с я тему, что, с целью повьацения входного сопротивления преобразователя в него введены дополнительиые операционные усилители,. инвертируювде входа которих -сое- , динены с шиной и точника пре бразуе .мого сигнала, выходы - с -входагми устройства сравнения напряжений,а неинвертирующие входы - с выходами соотт ветствующих операционных усилителей В . и втоЕялии выводами резисторов соотт ветствуюищх RC-цепей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .0 °

РЕСПУБЛИК

3{И) Н 03 13 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I К АВТОИ;НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьИ БЛ! . ОТБ((А

{ 21 ) 33762 87 /18-.21 (22) 0 4 ° 0 1 82 (46) 23. 05.. 83. Бюл, В 19 (72.) A.Б. Андреев, Л.Д.Гарин н О.П. Новиков

{71) Пензенский- филиал Всесоюзного. научно-исследовательского техноло:гического инстятута Приборострое,« . ния.

{53) 681.325(088.8) .

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 716005 g кл. Н 03 K 13/20, 1979..

2. .Приборы и техйика экспери; мента . 1979, Р 4, с.:134-137 (прототип ) ° (54) (57) . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий первый и вторрй операционные усилители, неинвертнрукиаие входы которых соединены с общей шиной, .а инвертирукщие подключены к средним точкам соответствующих РС-цепей, образуемым саединением:первых выводов резистора и конденсатора, устройство сравнения напряжений, входы которого соедине„„SU„.101 5 А ны с вторыми выводами конденсаторов

RC-цепей, триггер, первый .вход которого соединен:с вйходом устройства сравнения напряжений. а второй — с выходом генератора тактовых импуль-. сов, а выход подключен .к управляющим входам двух ° ключей, через первый из которых и резистор к инверти-, рующему входу первого операционного усилителя. подключена вина образцового напряжения, а второй ключ подключен параллельно конденсатору .RC-цеци . второго операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем:,; что, с целью повышения входного сопротивления преобразователяф в него. введены . дополнительные операционные усилите-. Я. ли,. инвертирующие входы которых:сое- . динены с шиной источника преобразуемого сигнала, выходы — с .зходами устройства сравнения напряжений,(а- не инвертирующие входы - с выходамй соот;

sетствующих операционных усилителей Ф и вторыми выводами резиеторав соот-.ветствующих кС-цепей.

1019625

65

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при пос троении цифровых приборов и информационно-измерительных систем.

Известно устройство, построенное на базе измерительного преобраэова" теля напряжения в инвервал времени и содержащее два интегратора, два устройства сравнения напряжений, сумматор, цифровой измеритель време- 10 ни, триггер, генератор импульсов и .два ключа 1g.

Недостатком этого устройства является низкое входное сопротивление, обусловленное использованием интег- 15 раторов Миллера во входных цепях.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре-. образователь напряжения в интервал времени, содержащий первый и второй 20 операционные усилители, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертирукщие подключены к средним точкам соответствующих RCцепей, образуемым соединением пер" 25 вых выводов резистора и конденсато-. ра, устройство сравнения напряжений, входы которого соединены с вторыми выводами конденсаторев RC-цепей, триггер, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения напряжений, а второй — с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен .к управляющим входам двух ключей, чеРез первый из 35 которых и резистор к инвертирующему входу первого операционного усилителя подключена шина образцового напряжения, а второй ключ подключен параллельно. конденсатору RC-цепи второго операционного усилителя (2 1. 40

Недостатком известного устройства является его низкое входное сопротивление, которое практически равно значению сопротивления параллельно соединенных резисторов RC-цепей и 45 как правило не превышает 0,5".1 мОм.

Это накладывает существенные ограничения на область использования преобразователя, поскольку усложняется задача его согласования с источни- 50 ком преобразуемого напряжения. . Цель ;-изобретения - повышение входного сопротивления преобразовате ля напряжения в интервал времени.

Указанная цель достигается тем, что в пресбраэователь напряжения в интервал времени, ссдержащий первый и второй операционные усилкюели, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертируюwe подключены к средним точкам соответствующих RC-цепей,. образуемым соединением первых выводов резистора и конденсатора, устройство сравнения напряжений, входы которого соединены с вторыми выводами конденсаторов RC-цепей, триггер, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения напряжений, а второй — с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к управлякщим входам двух ключей, через первый иэ которых и резистор к инвертирующему входу первого операционного усилителя подключена шина образцового напряжения, а второй клюн подключен параллельно конденсатору RC-цепи второго операционного усилителя, в него введены дополнительные операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены с шиной источника преобразуемого сигнала, выходы — с входами устрой-, .ства.сравнение напряжения, а неинвертирующие входы - с выходами соответствующих операционных усилителей и вторыьы выводами резисторов соответствующих RC-цепей.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Преобразователь содержит первый

1 и второй 2 операционные усилители, неинвертирующие входы которых соединены с общей шиной, а инвертирующие подключены к средним точкам RC-цепей

3 и 4 соответственно, устройство 5 сравнения напряжений, входы которого соединены с конденсаторами RC-цепей

3 и 4, триггер 6, один иэ входов которого подключен к выходу устройства 5 сравнения напряжений, другойк выходу генератора .7 тактовых импульсов, а выход, являющийся выходом преобразователя, соединен с управляющими входами первого S и второго 9 ключей, причем через первый ключ 8 и резистор 10 к инвертирующему входу первого операционного усилителя 1 подключено образцовое напряжение, а второй ключ 9 подключен параллельно конденсатору второй

RC-цепи 9, первый 11 и второй 12 дополнительные операционные усилители, инвертирующие входы которых подключены к источнику преобразуемого напряжения, выходы соединены со входами устройства 5 сравнения напряжений, а неинвертирующие входы соединены с выходами операционных усилителей 1 и 2 и с резисторами RC-цепей 3 и 4 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

С приходом импульса с выхода генератора 7 тактовых импульсов триггер

6 переходит в такое состояние, при котором размыкается ключ 9, а на ин;вертирующий вход .первого операционного усилителя 1 через замкнутый ключ

8 и резистор.10 поступает образцовое напряжение U . В результате этого выходное напряжение первого дополни1019625

ВНИИПИ Заказ 3725/52 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 тельного операционного усилителя 11 начинает линейно возрастать со скоростью (Ч0 - V„)/ <, где — пос1 тоянная временй RC-цепи 3,-а выходное напряжение второго дополнительного усилителя 12 -. линейно убывать ,со скоростью V / С, где - постоянная временй ВС-цепИ 4, В момент

2 равенства выходных напряжений дополнительных операционных усилителей

1l и 12 срабатывает устройство 5 сравнения напряжений и приводит триггер 6 в другое состояние. При этом замыкается ключ 9, с.помощью которого на выходе второго дополнительного операционного усилителя устанавлива- 15 ется нулевое значение напряжения.

Одновременно образцовое напряжение

Чв с помощью ключа 8 отключается от инвертирующего входа первого опера.ционного усилителя 1, в результате 20 выходное напряжение первого дополнительного операционного усилителя ll будет линейно убывать со скоростью

Ч х/1., С приходом очередного импульса с выхода генератора 7 такто- 25 вых импульсов. цикл работы преобразователя повторяется.

В установившемся режиме и при

" - "2 среднее значение преобразуемого напряжения эа период интегрирования, равный периоду Т следования импульсов с выхода генератора 7, равно среднему значению образцового напряжения,V@ эа время . интегрирования, равное ийформативно-. му интервалу Т>.

У Т ЧЧ Т»

Отсюда можно получить функцию пре образования устройства

vx

T = — т

Х ч

Таким образом, апгоритм работы предлагаемого преобразователя напряжения в интерваа времени полностью соответствует алгоритму работы известного устройства ° Однако входное сопротивление преобразователя значительно увеличивается за счет ввода в схему двух дополнительных операционных усилителей ll и 12 и подключения источника преобразуемого напряжения .непосредственно к инвертирующим входам этих усилителей.

Значение входного сопротивления устройства определяется значением входного сопротивления дрполнительных операционных усилителей и -при использовании современной базы может достигать 10 10 "З Ом.