Преобразователь напряжение-частота Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испол зовано в информационно-измерительных системах и автоматизированных системах управления. Целью изобретения является повы шение быстродейетвия преобразователя. На чертеже изображена структурная схема устройства. Преобразователь напряжения в ча тоту содержит источник 1 образцового напряжения, резистор 2, операционный усилитель 3, элемент 4 сравнения, формирователь 5 импульсов, умножающий цифроаналоговый пр образователь 6, двоичный счетчик 7 генератор 8 образцовой частоты, входную 9 и выходную 10 клеммы. Источник 1 образцового напряжен через резистор 2 соединен с входом операционного усилителя 3,- выходом умножающего цифроаналогового преобразователя 6 и вторым входом элемента 4 сравнения, первый вход которого соединен с входной клеммой 9, выход элемента 4 сравнения соединен с входом формирователя 5 импульсов, выход которого соединен с выходной клеммой 10 и установочным входом двоичного счетчика 7, выходы которого соединены с цифровыми входами умножаю щего цифроаналогового преобразователя 6, выход генератора 8 образцовой частоты соединен со счетным входом двоичного счетчика 7. Преобразователь напряжения в частоту работает следующим образом Входное напряжение через входну клемму 9 подается на первый вход элемента 4 сравнения, на второй вход которого поступает периодическое напряжение, изменяющееся по гиперболическому закону клЬ где t - время от начала преобразования;К. - коэффициент пропорциональности. В момент равенства этих двух на пряжений формирователь 5 импульсов вырабатывает импульс, который поступает на выход устройства и одновременно запускает новый цикл работы преобразователя. Формирование периодического напряжения и,, изменяющегося по гиперболическому закону, происходит следующим образом. Выходной импульс формирователя 5 устанавливает двоичный счетчик 7 в начальное (нулевое) состояние, после чего происходит постепенное накопление кода N в счетчике 7 с приходом каждого импульса образцовой частоты д ent где t - время; T(j - период образцовой частотыN - целая часть отношения. Этот код N управляет коэффициентом передачи умножающего цифроаналогового преобразователя 6, выходной ток i которого, протекающий через резистор 2, определяется выражениемi где Kj - коэффициент пропорциональности;Ug - напряжение на входе умножающего цифроаналогового преобразователя. По условию работы операционного усилителя 3 Up IR,(4) где R - сопротивление резистора 2. Решая (2), (3) и (4) совместно, получаем тт - Чй . 1 г K,R Г 2 ent -т.е. напряжение U обратно пропорционально времени с дискретностью Тд. При сравнении напряжения U, изменяющегося по гиперболическому закону, и входного напряжения U срабатывает элемент 4 сравнения, на выходе формирователя 5 появляется импульс, который поступает на выход преобразователя, и одновременно устанавливает счетчик 7 в исходное положение, и начинается новый цикл формирования гиперболического напряжения. Таким образом, период следования импульсов на выходе устройства ока311720эывается обратно пропорциональным напряжению U;( на входе устройства, следовательно выходная частота уст- ройства f прямо пропорциональна входному напряжению U,5 Устройство отслеживает каждый период выходной частоты, вследствие чего позволяет преобразовывать прак164тически мгновенное значение входноге напряжения в соответствующую ему выходную частоту следования импульсов. Указанное обстоятельство позволяет использовать предлагаемый преобразователь в измерительных системах для контроля как статических, так и динамических режимов работы объекта.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕЧАСТОТА, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной клеммой, и генератор образцовой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены источник образцового напряжения, резистор, операционный усилитель, формирователь импульсов, умножающий цифроаналоговый преобразователь и двоичный счетчик, причем выход источника образцового напряжения через резистор соединен с входом операционного усилителя и выходом умножающего цифроаналогового-преобразователя, выход операционного усилителя соединен с аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя и вторым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с входом формирователя импульсов, выi ход которого соединен с выходной клеммой и установочным входом двоич(Л ного счетчика, выходы которого соединены с цифровыми входами умножающего цифроаналогового преобразователя, выход генератора образцовой частоты соединен со счетным h двоичного счетчика. о,