Преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов

Преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1и1 54Î330

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.12.75 (21) 2193937/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 08.02.77 (51) М, 1(л.з Н ОЗК 13/20

G 01R 11/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Автор изобретения

Я. Л. Буртов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов относится к измерительной импульсной технике и предназначен для использования в радиотехнических установках различного назначения.

Известен преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов на основе электрохимического интегратора (1), содержащий масштабный преобразователь, схемы сравнения и формирователь эталонного заряда, недостатком которого является сравнительно низкая точность преобразования.

Известен преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов, который содержит масштабный преобразователь контролируемого тока в ток, удобный для интегрирования электрохимическим интегратором дискретного действия, выходное напряжение которого с помощью схемы сравнения сравнивается с опорным напряжением (2). К выходу схемы сравнивания подключен формирователь компенсирующего эталонного заряда.

Известному устройству свойственна погрешность преобразования, обусловленная тем, что в реальном электрохимическом интеграторе выходной сигнал, возникающий в момент компенсации заранее записанного заряда, имеет форму не мгновенного скачка, а линейно-нарастающего напряжения, т. е. в указанный момент на границе двух сред (электролита и металла-электрода) возникае1 двойной электронный слой, что эквивалентно появлению в цепи интегрирования большой

5 емкости. Таким образом, достижение выходным напряжением интегратора уровня, равного опорному, происходит с задержкой, тем большей, чем меньше интегрируемый ток, что и является источником погрешности преоб10 разования.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет уменьшения указанной выше погрешности.

15 Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов, содержащий масштабный преобразователь, электрохимический интегратор, выход которого подключен к одному

2Э из входов балаисной схемы сравнения, второй вход которой соединен с источником опорного напряжения, а выход — с формирователем компенсирующего эталонного заряда, введен блок коррекции опорного напряжения, 25 токовая цепь которого включена последовательно между выходом масштабного преобразователя и входом электрохимического интегратора, а управляющий выход блока коррекции опорного напряжения подсоединен к

33 источнику опорного напряжения.

540330

Зз

3

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя постоянного тока в частоту следования импульсов; на фиг. 2 — график изменения выходного напряжения электрохимического интегратора.

Устройство содержит масштабный преобразователь 1 тока, выход которого соединен через токовый вход блока коррекции опорного напряжения 2 со входом электрохимического интегратора 3. Выход интегратора соединен с одним из входов балансной схемы сравнения 4, на другой вход которой подключен источник 5 опорного напряжения. К выходу схемы сравнения 4 присоединен формирователь 6 компенсирующего эталонного заряда; выход формирователя 6 подключен ко входу интегратора 3. Управляющий выход блока 2 коррекции присоединен к регулируемому входу источника 5 опорного напряжения.

Работает преобразователь следующим образом.

Масштабный преобразователь 1 преобразует контролируемый ток 1 в ток i, удобный для интегрирования и протекающий через входную токовую цепь блока коррекции 2 в электрохимический интегратор 3, в который предварительно был внесен заряд. Знак этого заряда выбран таким, что он компенсируется интегрируемым током . В момент времени tp (см, фиг. 2) наступает окончание компенсации этого заряда. На границе электролита и выходного электрода начинается формирование двойного электронного слоя, что эквивалентно возникновению электрической емкости, заряжаемой интегрируемым током i. Выходное напряжение интегратора 3, контролируемое схемой сравнения 4, начинает линейно нарастать.

С другой стороны, интегрируемый ток i, протекающий через токовый вход блока коррекции 2, вызывает появление на его выходе сигнала, пропорционального этому току. В качестве блока коррекции может быть использован либо операционный или измерительный усилитель с шунтом на входе, либо магнитный усилитель. Выходной сигнал блока коррекции 2, поступая па управляемый вход источника 5 опорного напряжения, вызывают его изменение таким образом, что срабатывание схемы 4 не зависит от величины интегрируемого тока. Схема сравнения запускает формирователь 6, который сообщает интегратору 3 компенсирующий эталонный заряд, и процесс повторяется.

Рассмотрим это более подробно, воспользовавшись графиком изменения выходного напряжения электрохимического интегратора 3 во времени (см. фиг. 2). Здесь в момент 4 кончается процесс компенсации заранее внесенного эталонного заряда. Линия 7 соответствует идеальному изменению выходного напряжения интегратора, т. е. без учета эквивалентной емкости, появившейся в цепи интегрирования в момент 4. Линии 8 и 9 соответствуют реальному изменению выходного напряжения интегратора при заряде его током 4 и 4 соответственно, причем

ii) 4. При отсутствии блока коррекции

2 срабатывание схемы сравнения 4 произойдет в момент достижения выходным напряжением интегратора величины Up соответственно в точке 4ь при 4 и 4 при i> т. е. задержка срабатывания схемы сравнения 4 относительно момента 4 произойдет в первом случае на величину At> = t< — tp и на величину Л1 — — tz— — 4 — во втором.

Наличие блока коррекции вызывает изменение опорного напряжения до величины при токе 4 и до величины U<> при токе 4. В этом случае при разных токах интегрирования задержка срабатывания схемы сравнения относительно момента 4 будет равна At=

= tç — 4.

При правильном выборе коэффициента передачи блока коррекции задержка срабатывания At стремится к постоянной величине, т. е. устраняется влияние рассмотренного источника погрешностей.

Таким образом, введение в схему дополнительного блока коррекции выгодно отличает предлагаемый преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов на основе электрохимического интегратора от известного, т. к. позволяет исключить значительную погрешность преобразования, обусловленную особенностями электрохимического интегратора.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока в частоту следования импульсов, содержащий масштабный преобразователь, электрохимический интегратор, выход которого подключен к одному из входов балансной схемы сравнения, второй вход которой соединен с источником опорного напряжения, а выход — с формирователем компенсирующего эталонного заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен блок коррекции опорного напряжения, токовая цепь которого включена последовательно между выходом масштабного преобразователя и входом электрохимического интегратора, а управляющий выход блока коррекции опорного напряжения подсоединен к источнику опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при проведении экспертизы изобретения:

1. Авт. свид. СССР № 398962, М. Кл.

G Oog 7/18, от 24,12.71 г.

2. Авт. свид. СССР № 369499, М. Кл.

G 01R 13/04, от 02.03.71 г. (прототип).

540330

Ри2 1

Uo гг

lo tj l Риз 2

Составитель Д. Голубович

Техред Л. Гладкова

Редактор Ф. Хлебников

Корректор Л, Денискина

Заказ 30!8/16 Изд Ко 376 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2