Преобразователь тока в частоту

Преобразователь тока в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

330537

О П И С A- É И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.1.1970 (№ 1393359/18-24) с присоединением заявки № 1391807/18-24

Приоритет—

Опубликовано 24.1!.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10Х.1972

М. Кл. Н 03k 13/02

G 01г 19/26

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) Автор изобретения

А. А. Шегельман, Б. Е. Лимин и Г. Ф. Панкратов

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах, информационно-измерительных системах, системах централизованного контроля и регулирования электрических величин, телеметрии и т. д, Известен преобразователь тока в частоту, содержащий параллельно соединенные интегрир ующий конденсатор, ключ и устройство сравнения напряжений, один из входов которого, подключен к точке соединения интегрирующего конденсатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключа.

Недостаток известного преобразователя состоит в том, что в нем точность преобразования существенно зависит от точности выполнения составляющих его элементов.

Цель, изобретения — повышение точности преобразования без использования прецизионных элементов, расширение пределов изменения частоты, повышение стабильности и надежности преобразователя.

Цель достигается тем, что предлагаемый преобразователь снабжен дополнительным конденсатором, дополнительным ключом |и устройством управления им, например дифференцирующим усилителем. Дополнительный конденсатор включен параллельно источнику преобразуемого тока, вход устройства управления дополнительным ключом включен параллельно интегрирующему конденсатору, а выход соединен с управляющим входом дополнительного ключа, включенного между точкой соединения дополнительного конденсатора с выходом источника преобразуемого гока и точкой соединения входа устройства управления дополнительным ключом с интегрирующим конденсатором.

Схема предлагаемого преобразователя изображена на чертеже.

Интегрирующий конденсатор 1 зашунтирован ключом 2, управляющии,вход которого

15 соединен с выходом устройства 3 сравнения напряжений источника опорного напряжения

4 и интегрирующего конденсатора 1. Вход устройства 5 управления дополнительным ключом 6 включен параллельно интегрирующему конденсатору 1, а выход соединен с у правляющим входом дополнительного ключа Ь, включенного между точкой соединения дополнительногп конденсатора 7 с выходом источника 8 преобразуемого тока и точкой соединения входа устройства 5 управления дополнительным ключом 6 с интегрирующим конденсатором 1. Дополнительный конденсатор 7 включен параллельно источни ку

8 преобразуемого тока.

Замкнутое состояние дополнительного

330537

3 2) q-..-q1, Ч 3) Дт 1вх 1 (4) q., == 1,„.М„ (6) Т==М,—: — 4t„, (7) q- -I„ t, (8) 1 I„

Т С. г1 (9) управляемого ключа б соотвстствует заряду, я разомкнутое состояние — разряду интегрирутощего конденсатора 1. При заряде интегрирутощего конденсатора ключ 2 разомкнут. В момент, когда напряжение на интегрирующем конченсаторе 1 становится равным напряжению ттсточникя опорного напряжения 4, устройство 8 сравнения замыкает ключ 2 и начинается разряд интегрирующего конденсатора 1.

По окончании разряда интегрирутощего конденсатора устрой сттто 8 сратвнения размы .<ает ключ 2 ят начинается новый цикл заряда итттегрирутощего конденсатора.

dU

Знак скорости — изменения напряжения

dt пя интегрирующем конденсаторе 1 определ яет пол яр ность выходного напряжения дифференттирующего усилителя 5.

Если скорость изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе больше или

/dV равна пулю — ..= О, что соответствует времени заряда интегрирующего конденсатора, то ",ûõîäíîå напряжение дифференцирующего усил;ителя 5 меньше нуля или равно нулю; при этом дополнительный управляемый клточ

6 замыкается и источник 8 преобразуемого входного тока подключасттся к интегрирующему конденсатору 1.

Если скорость изменения напряжения ня тттттегрирующем ко1тдеттсаторе меньше нуля

dU — О, что,соответствует времени разряда интегрирующего конденсатора, то выходно<. напряжение дифференцирующего усилителя

5 меньше нуля; при этом дополнительный ключ 6 размыкается и источник 8 преобразуемого входного тока отключается от ин-егрирующего конденсатора.

Количество электричества, поступающее от источника 8 преобразуемого входного тока за время разряда интегрирующего конденсатора 1, накапливается в дополнительном конденсаторе 7. Во время последующего заряда ,. .ттегрирующего конденсатора накопленное дополнительным конденсатором количество электр ичесттв я скл адыва еттся я риф методически с количеством электричества, ттакапливаехтым аттттегрирующим конденсатором 1 от источтгикя 8 преобразуемого входного тока.

В предлагаемом преобразователе устройство сравнения 8 срабатьгвает, если в интегрирующем конденсаторе 1 накоплено заданное количество электричества: где о — заданное количество электри тества, С вЂ” емкость н:ттсгрирутощего конденсатора, 4H — изменение напряжения т!я ттнтегрирующем конденсаторе.

Количество электричества складывается из двух слагаемых: где g, -- количе тво электричества, поступившее с тгходным током, I„. — величина входно o преобразуемого тока, t> — время заряда интегрирующего конденсатора, !

q> — количество электричества, возвращенное дополнительным конденсатором.

Учитывая, что дополнительный конденсатор 7 подключается к источнику 8 преобразуемого входного тока на время разряда интегрирующего конденсатора, находят: где М р — время разряда интегрирующего p,ã конденсатора.

Используя соотношения (2), (3), (4). полу татот

q I,.(kt, t, l. (5) тт

При заданном входнохт токе т„з установившемся режиме в преобразователе имеет место процесс автоKoëåoяттий с 1ериодом выходных импульсов:

35 где Т вЂ” ттериол вы ход н 61 i и хтпул ьсоВ. (. учетом выражения (6) выражение (5)

4О приобретает вид: откуда с учетом выражения (1):

Т == — =-= C- —.

Iez 1в с

Ч астотя выход ных и M пул bcoB:

55 где f — частота вьтходнттх импульсов.

Из выражения (9), описывающего статическую характеристику предлагаемого преобразователя, следует, что указанная характеристика линейная во всем диапазоне преобразуемых входных токов.

Предмет изобретения

Преобразователь тока " частоту, содепжащий параллельно соединенные интегрирутощий конденсатор, ключ и устройство сравне330537

Составитель Е. Семенова

Текред 3. Тараненко

Редактор И. Орлова

Корректор Н. Шевченко

Заказ 103,/554 Изд, № 263 Тиранс 418 Поди«сi! o.

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Рауыскан наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фил..",ред, «Патонi» ния напряжений, один из входов которого подклнучен ж точке соединения интегрирующего конденсатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, расширения пределов, изменения частоты, преобразователь содержит дополнительный конденсатор, дополнительный ключ и устройство управления дополнительным ключом, например дифференцирующий усилитель, причем дополнительный конденсатор включен между входными клеммами преобразователя, к одной из

5 которых подсоединен вход дополнительного ключа, его второй вход соединен с выходом устройства управления дополнительным ключом,,вход которого подключен к общей точке

;. осди цен и я интегрирующего конденсатора, >0 ключа и выхода дополнительного ключа.