Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1983 года по МПК H03K13/20 

Сл

05 4; СЛ

4 Изобретение отноистся к автоматике и эяектроидмерительной технике и может быть использовано, в частности, в аналоговых пр юбразователях и частотно-импульсных следящих системах. Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на М1ерационном усилителе и интегрирующем конденсаторе, ксйипаратор, формирователь импульсов и ключГ Недостатком его является, низкая -надежнос ъ при перегрузке по входному сигнал}. Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на стяерационном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, пороговый элемент, вход которохх) подключен к вьисоду 1антегратора к первый одновибратор, выход которого подклхочен к управляющему входу ключа, включенного параллельно конденсатору С2 , Недостатком данного преобразователя является низкая надежность работы в ре льтате ИТОГО, что при перегрузках по входу (больших напряжениях, поступаю щих на вход преофазоватеш, нап|Я1мер,/ прк включении питан ш ) преобразователь переходит в неуправляемый режим генерааииу в котором остается и после ycipaнения перегрузки. Указанное явление происходит при заряде конденсатора под воздействием повышенного напряжения на входе интегратора до уровня срабатъь вания порогового элемента за время, меньшее времени восстановления одновибратора. В результате неполного восстановления одновибратор следующий импульс вырабатывает укороченным, и конденсатор не успевает полностью разрядиться через замкнутый ключ. Вследствие неполнрго разряда конденсатора, его nocnejjyющий заряд до напряжения срабатывания компаратора происходит за еще меньшее, чем Б предыдущем цикле, время, вызыЬая еще большее недовосстановление одновибратора, и следовательно, укорочение его импульса и происходит лавинообразный процесс повьпиения частоты, ограниченный лишь задержками элементов. Неуйравляемое состояние сохраняется в боль шей части диапазона входных напряжений преобразователя. Цля вывода преобразова теля из неуправляемого режима необходиМО снижение входного напряжения практически до нуля. Восстановление данного режима эквивалентно отказу устройства Целью изобретения является повышение надежности. Для достижений поставленной цели в преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, пороговый элел. мент, вход которого подключен к выходу интегратора, и первый одновибратор, вы-1 ход которого подключен к управляющему входу ключа, включенного параллельно Конденсатору, введены второй одновибратор и логический вентиль, к первому входу KOTopoiX) подключен выход порогового элемента, а к второму входу - выход второго одновибратора, вход которого подключен к выходу первого одновибратора, прияем вход первого одновибратора подключен к выходу логического вентиля. На чертеже приведена, блок-схема .преобразоватейя. , Преобразователь напряжения в частоту содержит интегратор 1,. выполненный на операционном усилителе 2 и конденсаторе 3, параллельно конденсатору подключен чен ключ 4, выход интегратора 1 через пороговый элемент 5 соединен с першлм входом логического вентиля 6 к выходу кторого подключен одновибр атор 7. Выход одновибратора 7 соединен с управляющим входом клюfчa 4 и через одновибратор 8 с вторым входом вентиля 6. Преобразователь работает следующим образом. Напряжение на конденсаторе 3 и выходе интегратора 1 линейно нарастает со скоростью, пропорциональной входному напряжению преобразователя. При достижении вьссодным напряжением интеграто ра 1 уровЕш порогового напряжения элемента 5 последний изменяет напряжение на своем выходе из состояния логического О в состсм1ние лоттяческой 1. Переход выходного напряжения элемента 5 проходит через открыт дй вентиль 6 и запускает одновибратор 7, формирующий . Выходимпульс длительностью ным импульсом одновибратора 7 замыкается ключ 4 на время , в течение которого конденсатор 3 полностью разряжается через малое сопротивление замкнутого клюта 4. Задним фронтом импульса одновибратора 7 запускается одновибратор 8, который вырабатьгоает импульс с длительностью 2 , закрывающий вентиль 6 и запрещающий запуск оцновибратора 7 в течение t2 . При входных напряжениях, соответствующих рабочему диапазону, заряд конденсатора 3

происходит за время, большее 2 , п

ввепенные вентиль 6 и одиовибреегор 8

.не оказывают никакого впияния на

работу и параметры преобразователя.

При поступлении не вхоп преобр 1аователЕя пов1 ш1екного напряжения (перегруэ;ка по входу) заряд конденсатора 3 до порогхжого уровня элемента 5 происходит за время, меньшее С2 , однако вентиль 6, закрытый импульсом одновибратора 8, не прсжускает перепад напряжения элемента 5 на запуск одновибратол,.

ра 7, предотв1|)ащая его запуск до полного восстановления, которое происходит за время 2 . В результате длитель.. ность Ij импульсов одновибратора сохраняется неизменной, обеспечивая полный

разряд к я{денсатора 3 вне зависимости от перегрузки преобразователя.t

Техническая эффективность предлагаемого преобразователя напряжения в частоту состоит в том, что в результате введения одиовибратора 8 и логического вентиля 6 и их соответсгеующего включения обеспечивается независимость длительности f импульса одновибратора 7 от величины входного напряжения преобразователя, в результате чего предотвращается переход преобразователя при перегрузке входа в неуправляемый режим, сохраняющийся после снятия перегрузки. Неуправляемый режим, возникающий при пеpeirpy3ke входа известного преобразователя равносилен вькоду их из строя. I Таким образом, в предложенном преобразователе повышается надежность.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПЕЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интеграttf выпоошенный на операционном усилителе с кондеисат чк л в цепи обратной свяэн, пороговый элемент, вхоц которого подключен к выходу интегратора и первый одиоБибратор, выход которого подключен Tj. управляющему входу ключа, включенного параллельно конденсатору, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй одновибратор и лсягический вентиль, к вому входу которого подключен выход порогового элемента, а к второму вхо.ду - выход второго одновибратора, вход которого подключен к выходу первого одновибратора, причем вход первого одновибратора подключен к выходу логического вентиля. с