Преобразователь напряжения в частотный сигнал

Преобразователь напряжения в частотный сигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и» 5729I9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 (51) М. Кл 2 Н ОЗК 13/20 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 14.02.75 (21) 2105183/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 14.09.77

Государстваниый комитат

Совета Яииистроа СССР (53) УДК 681.325(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. К. Куроедов, А, И, Мартяшин, Л. В. Орлова и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЧАСТОТНЫЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к области импульсной техники и электроизмеренпй, а именно к преобразователям напряжения в частотный сигнал, и может быть применено в цифровых измерительных приборах и информационноизмерительных системах.

Известен преобразователь напряжения в частотный сигнал, содержащий интегрирующую цепь, устройство сравнения и дозирующее устройство (1).

Недостатком этих преооразователей является сложность их реализации.

Известен преобразователь напряжения в частотный сигнал, содержащий пассивную интегрирующую цепи и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к первой входной шине, а инвертирующий вход — к выходу пассивной интегрирующей цепи, вход которой подключен ко второй входной шине (2).

В известном устройстве между выходом преобразователя и выходом пассивной интегрирующей цепи включено дозирующее устройство.

Недостатками известного устройства являются сложность, обусловленная применением в нем дозирующего устройства, и отсутствие возможности преобразования отношения напряжений в частотный сигнал, что ограничивает область применения.

С целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей в предлагаемый преобразователь введены два диода и конденсатор, включенный между выходом

5 операционного усилителя и его неинвертирующим входом, причем инвертирующий вход операционного усилителя соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с выходом операционного усилителя, а неинвертиру10 ющий вход операционного усилителя соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с общей шиной.

На чертеже приведена схема предлагаемо15 го преобразователя напряжения в частотный сигнал.

Преобразователь содержит пассивную интегрирующую цепь 1, операционный усилитель

2, конденсатор 3, первый диод 4, второй ди20 од 5, резистор б, входные шины 7 и 8. При этом выход пассивной интегрирующей цепи 1 соединен с неинтегрирующим входом усилителя 2, между инвертирующим входом которого и его выходом включен конденсатор 3, ме25 жду неипвертирующим входом усилителя 2 и его выходом включен первый диод 4, второй диод 5 включен между общей клеммой и неинвертирующим входом операционного усилителя, который через резистор б соединен с

30 первой, входной шиной 7, а вход пассивной

572919

15 интегрирующей цепи соединен с второй входной шиной 8.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии диоды 4 и 5 закрыты, а усилитель 2 находится в состоянии положительного насыщения, Входное напряжение U с второй входной шины 8 поступает на вход интегрирующей цепи 1, напряжение с выхода которого подается на инвертирующий вход усилителя 2. Когда напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя равно напряжению на его неинвертирующем входе, которое равно входному напряжению Ui на первой входной шине 7, выходное напряжение операционного усилителя 2 начинает уменьшаться, при этом отрицательный импульс через конденсатор 3 открывает диод 5, напряжение на неинветрирующем входе усилителя 2 станет близким нулю. Резистор 6 защищает источник входного сигнала U в момент, когда диод 5 открыт.

По достижении выходным напряжением усилителя 2 значения напряжения U> открывается диод 4. Конденсатор пассивной интегрирующей цепи 1 начинает разряжаться через выходное сопротивление операционного усилителя 2, охваченного через открытый первый диод 4 стопроцентной отрицательной обратной связью, при этом конденсатор пассивной интегрирующей цепи разряжается до напряжения, близкого к величине смещения нуля усилителя 2.

Таким образом, устраняется влияние нестабильности этой величины, т. е. дрейфа нуля.

По окончании разряда диоды 4 и 5 закрываются и цикл повторяется.

При U>) U> схема генерирует устойчивые колебания, частота которых, если не считывать нелинейности выходного напряжения пассивной интегрирующей цепи 1, определяется следующим выражением

Ul где Я и С вЂ” величины сопротивления и емкости конденсатора пассивной интегрирующей цепи.

Таким образом, выходной частотный сигнал преобразователя пропорционален отношению напряжений.

Введение в устройство двух диодов и конденсатора расширяет функциональные возможности преобразователя при более простой схеме, кроме того, в данном устройстве решена важная задача устранения влияния дрейфа нуля операционного усилителя. При применении специальных мер уменьшения величины и нестабильности остаточного напряжения на диоде 5 устройство можно использовать как высокоточный преобразователь напряжения низкого уровня в период или частоту следования импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частотный сигнал, содержащий пассивную интегрирующую цепь и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к первой входной шине, а инвертирующий вход — к выходу пассивной интегрирующей цепи, вход которой подключен ко второй входной шине, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных воз можностей, в него введены два диода и конденсатор, включенный между выходом операционного усилителя и его неинвертирующим входом, причем инвертирующий вход операционного усилителя соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с выходом операционного усилителя, а неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с общей шиной, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В, Д, Махнанов, Н. Т. Милохин. Устройство частотного и время импульсного преобразования. Эн. 1970, стр. 54.

2. Орпатин В. В. Преобразователь напряжения в частоту на операционном усилителе,, журн. «Приборы и техника эксперимента», 1974, № 1, с. 87 — 88.

572919

Составитель В. Комиссаров

Техред И. Михайлова

Корректор Е. Хмелева

Редактор Т. Янова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1982/8 Изд. № 751 Тираж 1080 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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