Преобразователь ток-частота с импульсной обратной связью

Преобразователь ток-частота с импульсной обратной связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и монет быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для аналого-цифрового преобразования информации. Решается задача повышения точности преобразования информации. Преобразователь содержит источник входного тока, интегратор., формирователь импульсов биполярного эталонного тока на ключах, источнике эталонного тока, интегрирующий усилитель-сумматор, включающий операционный усилитель, резистор, конденсатор, компаратор, генератор тактовых импульсов, триггер , элементы И формирования выходных импульсов. В устройстве достигнуто автоматическое уравновешивание заряда интегратора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с «б

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4h

Сл

Об

Cb

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4072969/24-24 (22) 08.04.86 (46) 15,01.89, Бюл. Р 2 (72) А.В.Готовцев, В.С.Малов, В.Н.Науменко и А.II.Ñìèðíoâ (53) 681.325 (088.8) (56) Электроника, 1977, М 21, с. 51.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1277400, кл. Н 03 М 1/60, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 70K — ЧАСТОТА

С ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для аналого-цифро„.ЯО„„! 451863 A 1

1511 4 Н 03 М 1/60 вого преобразования информации. Решается задача повышения точности преобразования информации. Преобразователь содержит источник входного тока, интегратор, формирователь импульсов биполярного эталонного тока на ключах, источнике эталонного тока, интегрирующий усилитель-сумматор,. включающий операционный усилитель, резистор, конденсатор, компаратор, генератор тактовых импульсов, триггер, элементы И формирования выходных импульсов. В устройстве достигнуто автоматическое уравновешивание заряда интегратора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

l 451863

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для аналого-цифрового преобразования информации.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 представлена функциональная схема описываемого преобразователя; на фиг.2 - временные диагарммы, Преобразователь ток — частота с импульсной обратной связью содержит источник 1 входного тока, интегратор

2, мостовой коммутатор на ключах 3 — .

6, источник 7 эталонного тока, интегрирующий усилитель-сумматор 8, содержащий операционный усилитель 9, резистор 10 и конденсатор 11, компаратор 12,. генератора 13 тактовых им-. пульсов, триггер 14, элементы И 15, 16 формирования выходных импульсов.

Совокупность элементов 3 — 7 представляет собой формирователь импульсов биполярного эталонного тока.

Последний совместно с элементами 13 и 14 представляет собой формирватель нормированных импульсов обратной связи.

На фиг.2 обозначены. а †. импульсы тактовой частоты f генератора

13; б — входное напряжение U интегратора 2 в области малых входных токов," в, к — импульсы UKn на выходе компаратора 12; г, л — импульсы 11 на выходе триггера 14; д, м — им-. пульсы Х эталонного тока формиро+ вателя, е, н — импульсы f,„íà первом выходе преобразователя; ж, о— импульсы f>,„Hà втором выходе преобразователя; з — выходное напряжение П интегратора в области вход- . ных токов, близких к максимальному; и — выходное напряжение Н интегриЕ рующего усилителя-сумматора 8.

Диаграммы б — и иллюстрируют процесс преобразования положительно".

ro входного тока I = I /II, а

Ф диаграммы з — о — отрицательного входного тока Ie„= -5 7 I, Преобразователь работает следующим образом.

При входном токе, равном нулю, интегратор 2 заряжается и разряжается равным числом положительных и отрицательных импульсов эталонного тока формирователя 3 — 7 длительностью, равной или кратной Тт . При !

40 этом триггер 14 фактически работает в режиме делителя частоты на 2, Управляющие входы ключей 3, 6 подключаются к одному выходу триггера, а ключей 4, 5 — к другому выходу триггера 14 (например, при выполнении ключевого модулятора 3 — 6 на микросхеме К-МОП ключей 590 КН 5, включение которых происходит при наличии логического "0" на управляющем входе, входы ключей 3, 6 подключаются к инверсному выходу триггера 14, а клюией 4, 5 — к прампму выходу триггера)

При.нулевом входном токе частоты на первом и втором выходах преобразователя максимальны и близки к величине

f /?, Выходы преобразователя подклю- . чаются к входам реверсивного счетчика, на выходах которого будет зафиксирован нулевой код, При появлении входного тока его величина будет скомпенсированы неравным числом положительных и отрицательных импульсов эталонного тока формирователя.

Например, положительный входной ток будет скомпенсирован совокупностью эталонного тока, в которой число импульсов отрицательной полярности превышает число импульсов положительной полярности, причем их разность прямо пропорциональна величине входного тока (фиг. 2 б — ж), При этом число импульсов по первому выходу преобразователя меньше вели .ины f /2, а число импульсов по второму выходу больше величины f /2. По мере увеличения входного тока и приближения его к величине, I источника 7 часто".рт та по одному выходу будет приближаться к f,,а по другому — к нулю (фиг, 4 з — о), Описанная особенность преобразователя соответствует структуре и соотношению входных — выходных сигналов дельта — сигма-модулятора.

Введенный интегрирующий усилительсумматор 8, входы которого подключены к выводам интегратора 2, непрерывно чувствует наличие постоянной составляющей части пилообразного напряжения на выводах интегратора ? и автоматически сводит ее к нулю путем выработки корректирующего напряжения на выводах конденсатора 11, прикладываемого к входтзм компаратора 1? в качестве порогового напряжения (фиг.2, э и). Усилитель 8 включен в контур импульсной отрицательной обратной связи интегратор — комларатор — триг63 з 14518 т!ер — формирователь импульсов эталонного тока и является узлом, принудительно разделяющим напряжение между входами компаратора 12 на переменную

5 и постоянную составляющие части.

Переменное напряжение пилообразной формы, не содержащее постоянной составляющей, выделяется на выводах интегратора 2, а постоянное напряжение — на выводах конденсатора 11.

При замкнутой цепи обратной связи ее устойчивость достигается именно при таком разделении переменной и постоянной составляющих напряжения на

15 входе устройства сравнения, поскольку средний ток через резистор 10, пропорциональный среднему напряжению на выводах интегратора 2, вызынает накопление напряжения на выводах кон- о денсатора 11, которое в свою очередь сдвигает но времени моменты срабатывания компаратора 12, триггера 14. и формирователя в таком направлении, что среднее напряжение интегратора будет уменьшаться. При отсутствии интегрирующего усилителя-сумматора

8 сумма постоянной ипеременной составляющих напряжения между входами компаратора 12 целиком будет выделена на выводах интегратора 2. При наличии интегрирующего усилителя-сумматора 8 н процессе уравновешивания .исключается накопление постоянной составляющей напряжения интегратора, 35 что приводит к исключению влияния сопротивления утечки интегратора, Формула изобретения

1. Преобразователь ток - частота, с импульсной обратной связью, со,держащий источник входного тока, вы-. ходы которого объединены с соответствующими выводами интегрирующего 45 элемента, выполненного на конденса" торе, с соответствуицими выходами формирователя импульсов биполярного эталонного тока, выполненного на мосТоВоМ коммутаторе и источнике эталонно ro тока, включенном н первую диагональ мостового коммутатора, вторая диагональ которого является соответствующими выходами формирователя импульсов биполярного эталонного тока, компаратор, первый вход которого соединен с первой вершиной второй диагонали мостового коммутатора, а вход соединен с D-входом

D-триггера, С-вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, прямой ныход соединен с упрайчяющим входом мостового коммутатора и первым входом первого элемента И, второй вход которого объе-. динен с первым входом второго элемента И и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а второй вход второго элемента И соединен с инверсным выходом D-триггера, выходы первого и второго элементов И являются соответственно. первой и второй выходными шинами, о.т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен интегрирующий усилитель-сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выводами конденсатора, а выход подключен к второму входу компаратора

2. Преобразонатель по.п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что.интегрирукнций усилитель-сумматор выполнен на операционном усилителе, конденсаторе и резисторе, первый вывод которого является первым входом блока, второй вывод объединен с первым выводоМ конденсатора и подключен к инвертирукицему входу операционного усилителя, неинвертирующий нход которого является вторым входом блока, а выход операционного усилителя соединен с вторым выводом коненсатора и является выходом блока.

1451863

oN

> п

Vjp

4т

/Йа

Жих

Vg к

Ир

; Уйж и

Иых

Составитель И.Козлов

Редактор А.Маковская Техред И. Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 7091/55 Тираж 879 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r . Ужгород, ул . Проектная,