Двуполярный преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1984 года по МПК H03K13/20 

Оос

-CIM-НН-1

-Sip

и$х

;о

tsD

SD ND

kf

Ли

о

3

И8ых2

ДВУПОЛЯРНЫЯ ПРЕОБРАЗОВАTtinb НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий генератор прямоугольных импульсов, схему сравнеиия, вьтолненную на двух пороговых элементах типа триггеров ИЬиитта с раэнополярными порогами срабатывания, интегратор, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, отли-чающийся тем, что, с целью повышения надеж- ности- работы, в него введены форсирующее звено и блок обратной связи, причем вход форсирующего звена подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход - к второму входу схемы сравнения, первый и второй выходы которой являются выходами устройства и подключены соответственно к первому и второму входам блока обратной связи, выход которого соединен с вторым входом интегратора. (Л

ffi

ЛШ1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники

Известен преобразователь напряжения в частоту. Содержащий интегратор, два компаратора, два источника опорного напряжения, два ключа, резистивный делитель, нелинейный двухполюсник 1.

Недостатком известного устройств является его сложность и низкая надежность ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь напряжения в частот содержащий генератор прямоугольных импульсов, элемент сравнения, выполненный на двух пороговых элементах типа триггеров Шмитта с разополярными порогами срабатывания, интегратор, первый вход которого соедине с источником входного сигнала., а выход - с первым входомсхемл сравнения C2J.

Недостаток известного устройстванизкая надежность.

Цель изобретения - повышение надеи ности устройства.

Поставленная цель достигается ем, что в двуполярный преобразователь напряжения в частоту, содержащий генератор прямоугольных импульсов, схему сравнения, выполненную на двух пороговых элементах типа триггеров Омитта с разнополярными порогами срабатывания, интегратор, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, введены форсирукмцее звено и блок обратной связи, причем вход формирующего звена подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход - к второму входу схемы сравнения, первый и второй выходы которой являются выходами устройства и подключены соответственно к первому и второму входам блока обратной связи, выход которого соединен с вторым входом интегратора.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит интегратор 1, один из входов которого соединен с источником входного сигнала, схему 2 сравнения, состоящую из дву пороговых элементов типа триггера 1митта .3 и 4, первый вход схемы сранения соединен с выходом интегратора, а выходы через блок5 обратной связи - с вторым входом интегратора 1, генератор прямоугольного напряжения с регулируемой частотой 6, с выхода которого импульсы поступают .через .форсирующее звено 7 на второй вход схему сравнения 2. Выходами преобразователя являются в зависимости от знака входного сигнала выходы схемы сравнения 2.

Устройство работает следующим образом.

Генератор б формирует прямоугольные импульсы, частота которых регулируется настроечными элементами генератора. Импульсы с выхода генератора преобразуются форсирующим звеном 7 в напряжение Up , форма которого показана на фиг. 2. Это напряжение суммируется на входе схемы 2 сравнения с выходным сигналом Uf, интегратора 1. Полученная сумма сигналь U + Ufj является входным напржением триггеров схемы 2 сравнения, которые имеют напряжения срабатывания DC и Uc2 и отпускания U и Uo , причем для триггера 3 эти напряжения положительны, а для триггера 4 отрицательны. При соблюдении условия |U|.+U|(jUj,| на выходе пороговых элементов 3 и 4 напряжение отсутствует.

При интегрировании входного сигнала Uf( абсолютное значение напряжения линейно.возрастает со скоростью пропорциональной величине входного сигнала.

После срабатывания порогового устройства за счет действия отрицательной обратной связи напряжение на выходе интегратора уменьшается ,до момента отпускания порогового устройства. .Пусть приращение напряжения Uf на выходе интегратора за время импульса tf составит ( при срабатывании и cf- при отпускании порогового устройства (см.фиг. 2), Если параметры Ц и (J на выходе форсируюшего звена 7 выбраны таким образом, что всегда

и , , (11

то срабатывание порогового устройства схемьт 2 сравнения произойдет в момент, совпадающий с передним фронтом напряжения. При выборе зоны возврата UJ..-UQпорогового элемента таким образом, что

(2)

и и -и 0 .

с о 1 2 с

отпускание порогового элемента схем 2 сравнения произойдет в момент, совпад.ающий с задним фронтом напряжения . При этом длительность импульсов на выхода пороговых элементов tft равна длительности импульсов на выходе генератора независимо от величины входного сигнала.

На выходах пороговых элементов схеи«л 2 сравнения при срабатывании появляется напряжение, амплитуда которого Од постоянна, а знак противоположен знаку входного сигнала.

Очевидно, что средние значения токов во входной цепи и в цепи

обратной связи интеграхтора равны между собой, т,е.

и

в

вх

среднее значение напряжения обратной связи; резисторы во входных цепях интегратора, установленные

последовательно с входным сигналом и с сигналом обратной связи соответственно. На фиг. 1 блок 5 обратной связи показан функционально. В реальной схеме блок обратной связи может быть выполнен, например, на основе диодно-резистивных цепей и прециозионного стабилизатора наеряжения, что позволяет повысить точность преобра0зования.