Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Вюьооьрзне и

О ! ВМ" А Н И. Е

s а,) 738156

Союз Советск ик

Социалистические

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ

Ф

1 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (5! Эм. Кл.

Н 03 К 13/20 (22) Заявлено 06.12.76 (2 ) 2426584/18-21 с присоединением заявки J%Гооударстевнный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень ¹ 20

ll0 делан изобретений н етяритнй (5ЗЭ УЛK 681 .325 (088,8) Дата опубликования описания 30.05.80

Г. И. Курахтанов, З. Б. Мельниченко,Т. Г. Степанова и В. Ф. Тараев (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (84) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в частоту и может быть,,использовано в аналогоцифровых преобразователях.

Известен преобразоватепь напряжения. в частоту следования импульсов, вьтпопненный по принципу периодического интегрирования с импульсной обратной связью Я.

1О

Недостатком йреобразоватепя явпяется большое количество разнотипных дисперсных элементов, что затрудняет испопьзование элементов интегральной электроники. . rS

Известен также преобразователь напряжения в частоту следования импупьсов, содержащий интегратор, к выходу которого подключен вход компаратора, D -триггер, вход которого подключен к выходу компаратора, а единичный выход — к управляющему входу ключа, источник опорного напряжения, соединенный с входом интегратора через ключ, 2 логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу D -триггера, и генератор тактовых импу льсов, первый выход которого подключен к тактирующему входу Q -трит гера, второй выход - ко второму входу погического элемента совпадения, а выход логического эпемента совпадения явпяется выходом преобразователя $2) .

Недостатком является ограниченйые функционапьные воэможности, так как он преобразует входной сигнал только одного знака.

Цепь изобретения — расширение функционапьных возможностей преобразователя.

Поставпенная цель достигается тем, что в известный преобразователь напряжения в частоту спедованйя импупьс!ов,= содержащий интегратор, к выходу которого подключен вход компаратора, первый 9 -триггер, вход которого подкпючен к выходу компаратора, а единичный выход - к управпяющему входу кпю73&1

3 ча, первый источник опорного напряже ния, соединенный с входом интегратора через первый ключ, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу пер5 вого Д -триггера, и гейератор тактовыхх импул ьсов, пе рвы и вы ход которого подключен к тактирующему входу первого Q -триггера, второй выход — ко второ Ф му входу первого логического элемента 10 совйадения, а выход первого логическог о элемента совпадения является первым выходом преобразователя, введены второй источник опорного напряжения, соединенный со входом интегратора через второй 15 ключ, .управляющий вход которого подключен к нулевому выходу первого D— триггера, второй Q -триггер, вход кото-рого подключен к едйничному выходу первого 5 -триггера, тактирующий вход — 20 к первому выходу генератора тактовых импульсов, а единичный выход - к третьему входу первого логического элемента совпадения и второй логический элемент

1 совпадения, первый вход которого r--одклю- 25 чен к нулевому выходу второго,D -триггера, второй «ход — к нулевому выходу первого ) -триггера, третий вход — ко второму выходу генератора тактовых импупьсов, а выход является вторым вы- 50 ходом преобразователя.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя напряжения в частоту следования им35 пульсов.

Преобразователь содержит интегратор

1; к выходу которого подключен вход компаратора 2, первыи j3 -триггер 3, вход которого подключен к выходу ком40 паратора 2, а единичный выход - к управляющему входу первого ключа 4, первый источник 5 опорного напряжения, соединенный с входом интегратора 1 через первый ключ 4, первый логический эле45 мент 6 совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу первого

D -триггера 3, генератор 7 тактовых импульсов, первый выход которого подключен к тактирующему входу первого Q триггера 3, а второй выход — ко второму

50 входу первого логического элемента 6 совпадения, второй источник 8 опорного напряжения, соединенный со входом интегратора 1 через второй ключ 9, управ55 ля|ощии ВХОД KQTopoго пОдключен и нулО вому выходу первого Q --триггера 3, второй 9-триггер 10, вход которого подключен к единичному выходу первого .з

56 ф триггера 3, тактирующий вход — к первому выходу генератора 7 тактовых импульсов, а единичный выход — к третьему входу первого логического элемента совпадения 6, и второй логический элемент

11 совпадения, первый вход которого подключен к нулевому выходу второго D триггера 10, второй входк нулевому выходу первого 3-триггера 3, а третий вход- ко второму выходу генератора 7 тактовых импульсов. Выходылогических элементов 6 и 1 1 являются выходами преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Входное напряжение U „постоянно подается на вход интегратора 1, опорные напряжения + lJ „ и — Llo подаются на вход интегратора 1 синхронно с частотой генератора 7 тактовых импульсов ключами 4 и 9. Причем Ц р пода тся на вход интегратора 1, когда первый D -триггер 3 находится в состоянии "1", что соответствует положительному напряжению на выходе интегратора, а Оор — нулевому состоянию первого Q -триггера 3.

Предположим, что U =-0, а начальное напряжение на выходе интегратора 1 также равно нулю. Первый ) -триггер

3 будет находиться в состоянии "0", так как на выходе компаратора 2 низкое напряжение. Вторым ключом 9 на вход интегратора 1 подается напряжение — U „. о ° от второго источника 8 опорного напряжения. На выходе интегратора 1 напряже-, ние растет и становится положительным.

Первый D -триггер 3 синхронно с тактовым импульсом меняет свое состояние на единичное. Первый ключ 4 подает на вход интегратора 1 опорное напряжение

Ф Цр от первого источника 5 опорного напряжения. Конденсатор С интеграто-. ра 1 начинает перезаряжаться.

Так как / Ц р/ = /- 00 /и постоянные времени заряда и перезаряда конденсатора 0 одинаковы, токи заряда и разряда конденсатора С также одинаковы, и за время, равное одному такту следо-вания импульсов генератора 7, напряжение на выходе интегратора 1 достигнет нуля, так как конденсатор С разрядится ДО НачальНОГО Состояния. Это приведет к изменению состояния первого

О -триггера 3.

Таким образом, состояние первого

9 -триггера 3 меняется синхронно с частотой следования импульсов генератора 7.

Второй Q -триггер 10, связанный с первым D -триггером 3 в сдвиговый

738186 регистр, меняет свое состояние также синхронно с частотой следования импульсов генератора 7, но с задержкой в один такт по сравнению с первым -тригт ером 3, 5

На выходах логических элементов 6 и 11 совпадения. явпяющихся выходами преобразователя напряжения в частоту импульсов, при входном сигнапе, равном нулю, выходные сигналы отсутствуют.

Если U< не равно нулю, то в за: висимости от его величины наступает такой момент, когда напряжение на вы- ходе интегратора 1 так превысит нупевой уровень, что действия разряжающего 35 тока в течение одного такта недостаточно для достижения нуля.

Тогда состояние О -триггеров 3 и

10 не изменяется в течейие еще одного такта. В этом случае на выходе одного 20 из логических элементов 6 ипи ll, что зависит от знака - Х, появится импульс.

Средняя частота следования выходных импупьсов зависит от величины выходного напряжения. 25

Если й, R /U =/U /а кгпочи

4 и 9, компаратор 2 и первый D -триг- гер 3 не имеют задержек, а операционный усипитель ошибок от дрейфа нуля, тогда первый импульс появится на выходе 36 преобразователя в момент 1,, когда напряжение на конденсаторе С от действия

Vg< будет равно напряжению от действия противоположного знака. При этом средняя выходная частота ö опредеых. лится соотношением

ЬХ ф еф

Sb Х 11 (. где т — частота следования тактовых

С импульсов.

Использование изобретения позвопит достигнуть преобразование входного сиг папа обеих полярностей, что расширяет функциональные возможности преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту следования импупьсов, содержащий интег6 ратор, к выходу которого подключен вход компаратора, первый 0- -триггер, вход которого подключен к выходу компаратора, а единичный выход — к управляющему входу первого ключа, первый источник опорного напряжения, соединенный с входом интегратора через первый ключ, первый логический эпемент совпадения, первый вход которого подключен к единичному выходу первого 0 -триггера, и ге- . нератор тактовых импульсов, первый выход которого подкпючен к тактирующему входу первого 9 -триггера, второй выходко второму входу первого погическото элеме нта совйаде ния, а выхо д пер вого погтт- ческого элемента совпадения являетсяпер;вым входом преобразователя, о т и и ч а ю m и и с я тем, что, с цепью расптирения функциональных возможностей в него введены второй источник опорного напряжения, соединенный со входом интегратора через второй кпюч, управляющий вход которого цодключен к нулевому выходу первого D -триггера, второй

9 -триггер, вход которого подключен к единичному выходу первого Q -тригФера, тактирующий вход — к первому выходу генератора тактовых импульсов, а единичный выход — к третьему входу пер-, вого логического элемента совпадения, и второй логический элемент совпадении, первый вход которого подключен к нулевому выходу второго О -триггера, втогой вход - к нулевому выходу первого

)) -триггера, третий вход - ко второму выходу генератора тактовых импульсов, а выход является вторым въ1ходом преобраз овател я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3022469, кп. 332-14, 1962.

2. Экспресс-информация", Приборы и элементы автоматики, Nî. 4477, 1974, реф. 236 (прототип).

Составит ель В. Дмитриев

PeaaKTop A. Долинич Техред М. Петко Корректор С, tueKMap

Заказ 2574/10 Тираж 995 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4