Преобразователь напряжения в частоту

Преобразователь напряжения в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

цЩ,:; .:,-;;.. ;: 1.ЫАЙ библиотека МБА (i>) 4947ОЗ

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со оз Советских

Социалистических

Республик к лвтоРскомм свидетельству (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.73 (21) 1931096/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.12.75. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 04.03.76 (51) М. Кл. G Olr 19/26

Н 031с 13/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А, Н. Могилевский и И. А. Трифонова

Ордена Ленина институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в автоматических измерительных приборах, в частности в цифровых вольтметрах.

Известны преобразователи напряжения в частоту, содержащие дифференциальный интегратор с емкостью в цепи обратной связи, компаратор, источник эталонного напряжения и дозирующий конденсатор.

В тех случаях, когда необходимо преобразовать напряжения разных полярностей, преобразователь содержит два компаратора и два источника эталонного напряжения. Это усложняет схему, а также ее настройку, необходимую для получения одинакового коэффициента преобразования для каждой из полярностей входного напряжения.

Цель изобретения — упрощение устройства при преобразовании напряжений разных полярностей.

Предлагаемый преобразователь отличается тем, что в него введены двухпозиционный переключатель и два последовательно соединенных диода, общая точка которых подключена к дозирующему конденсатору, а входы — ко входам дифференциального интегратора, причем вход преобразователя через двухпозиционный переключатель подсоединен ко входам дифференциального интегратора.

Блок-схема преобразователя напряжения в частоту представлена на чертеже.

Преобразователь содержит дифференциальный операционный усилитель 1, компаратор 2, переключатель 3, дозирующий конденсатор 4, источник эталонного напряжения 5, диоды б и 7, двухпозиционный переключатель 8. Между переключателем и входами усилителя 1 включены резисторы 9 и 10. Резистор 9 вме1О сте с конденсатором обратной связи 11 обеспечивает работу усилителя в режиме интегрирования. Выходные сигналы преобразователя регистрируются частотомером 12.

При использовании источника эталонного напряжения 5 отрицательной полярности и компаратора 2, реагирующего на напряжение отрицательной полярности, преобразователь работает следующим образом. Входное напряжение положительной полярности через двухпозиционный переключатель 8 и резистор

9 поступает на инвертирующий вход усилителя 1. Неинвертирующий вход усилителя через резистор 10 и переключатель 8 соединен с общим проводом (землей) . Напряжение на выходе усилителя уменьшается вследствие интегрирования входного напряжения. Когда выходное напряжение достигает уровня срабатывания компаратора 2, последний вырабатывает импульс, приводящий в действие переключатель 3. Переключатель на время дей494703 ствия импульса соединяет дозирующий конденсатор 4 с источником эталонного напряжения 5. Ток заряда конденсатора 4 через диод

6 поступает на инвертирующий вход усилителя 1 и компенсирует ток, протекающий через резистор 9 под воздействием входного напряжения. Вследствие этого выходное напряжение усилителя начинает нарастать. После заряда конденсатора 4 выходное напряжение усилителя снова начинает уменьшаться. Однако оно не достигает прежнего уровня, так как по окончании импульса компаратора 2 переключатель 3 отсоединяет конденсатор 4 от источника эталонного напряжения 5 и соединяет его с землей. Ток разряда конденсатора

4 через диод 7 и резистор 10 поступает на неинвертирующий вход усилителя. Выходное напряжение усилителя начинает расти. После разряда конденсатора 4 напряжение на выходе усилителя снова начинает уменьшаться.

Когда оно достигает уровня срабатывания компаратора 2, последний вырабатывает импульс, приводящий в действие переключатель

3, и все описанные процессы повторяются.

При преобразовании напряжения отрицательной полярности двухпозиционный переключатель 8 переводится в нижнее (по схеме) положение. При этом входное напряжение через резистор 10 поступает на неинвертирующий вход усилителя 1, а инвертирующий вход через резистор 9 и переключатель 8 заземляется. Все остальные процессы (срабатывание компаратора 2, заряд и разряд дозирующего конденсатора 4 и т. д.) происходят так же, как и при преобразовании напряжения положительной полярности.

Частота срабатывания компаратора 2, т. е. частота повторения его выходных импульсов, пропорциональна преобразуемому напряжению, поэтому отсчетное устройство частотомера 12 может быть отградуировано в единицах напряжения.

При практическом применении преобразователя компаратор 2 и переключатель 3 могут быть выполнены в виде одного узла — одновибратора (в частности транзисторного). При этом конденсатор 4 следует подключить к коллектору нормально открытого триода, а

5 источник питания одновибратора может служить источником эталонного напряжения 5. ,Для автоматизации выбора полярности преобразуемого напряжения возможно управление двухпозиционным переключателем 8 от

1о выходного напряжения усилителя 1, Использование двух последовательно соединенных диодов, общая точка которых подключена к дозирующему конденсатору, а входы — ко входам дифференциального интегра1д тора, позволяет преобразовывать в частоту напряжения разных полярностей при наличии только одного компаратора и одного источника эталонного напряжения, так как для компенсации используются токи заряда и разряда дозирующего конденсатора, поступающие каждый соответственно на один из входов дифференциального интегратора, в то время как преобразуемое напряжение через двухпозиционный переключатель подводится к одному определенному (в зависимости от полярности) входу дифференциального интегратора.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий дифференциальный интегратор с емкостью в цепи обратной связи, компаратор, источник эталонного напряжения и дозирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы при преобразовании напряжений разных полярностей, он снабжен двухпозиционным переключателем и двумя последовательно соединенными диодами, общая точка которых подключена к дозирующему конденсатору, а входы — ко входам дифференциального интегратора, причем вход преобразователя через двухпозиционный переключатель подсоединен ко входам дифференциального интегратора.