Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

1

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям, а именно к преобразователям напряжения в частотный сигнал, и может быть применено в цифровых измерительных приборах и информационно-измерительных системах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, а также повышение точности преобразования .

Достижение цели обуславливается тем, что простыми средствами обеспечивается работа устройства как в режиме преобразования напряжения в частоту следования импульсов, так и в режиме широтно-импульсного модулятора (шим). При этом за счет возможное ти реализации блока сравнения на быстродействующем операционном усилителе и разрядного устройства на полевом транзисторе повышается точность преобразования.

На фиг.1 представлена функциональ ьая схема устройства; на фиг.2 и 3 временные диаграммы работы устройства.

Преобразователь напряжения в частоту содержит блок сравнения 1, времязадающий конденсатор 2, последовательно соединенные источник на7 пряжения 3 и стабилизатор тока 4, выход которого подключен к первому входу блока сравнения 1 и к первой обкладке времязадающего конденсатора 2, вторая обкладка которого соединена с общей шиной устройства, а также содержит генератор 5 прямоугольных импульсов, переключатель 6, одновибратор 7 и ключ 8, подключенный параллельно времязадающему конденсатору 2,.выход блока сравнения 1 через одновибратор 7 соединен с первым входом переключателя 6, к второму входу которого подключен генератор прямоугольных импульсов, выход переключателя 6 соединен с управляющим входом ключа 8, а источник входного сигнала 9 подключен к второму входу блока сравнения I.

На фиг.2 приняты обозначения: а - сигнал на времязадающем конденсаторе 2; б - сигнал на выходе блока сравнения 1; в - сигнал на выходе одновибратора 7.

На фиг.З приняты обозначения: а - сигнгш на выходе генератора прямоугольных импульсов 5; б - си1-

921422

налы на времязадаю1цем конденсаторе в - сигнал на выходе блока сравнения 1 .

.Устройство работает следующим образом.

С помощью переключателя 6 к управляющему входу ключа 8 подключается либо одновибратор 7 и устройство работает в режиме преобразователя О напряжения в частоту следования импульсов, либо подключается генератор прямоугольных импульсов 5 и устройство работает в режиме ШИМ.

В режиме преобразования входного 5 напряжения в частоту импульсов

(фиг.2 после подачи напряжения питания от источника 3 времязадающий конденсатор 2 начинает заряжаться током, обеспечиваемым стабилизатором тока 4. Напряжение на времязадающем конденсаторе 2 линейно возрастает до величины, равной напряжению, поданному на инвертирующий вход блока сравнения 1 от источника 9

25 (фиг.2а).

При равенстве напряжения на времязадающем конденсаторе и преобразуемого напряжения, поданного на второй вход блока сравнения 1 через клеммы

30 источника 9, изменяется уровень сигнала на выходе блока сравнения 1 (фиг.2б). Ключ 8 на время импульса одновибратора 7 (фиг.2в открьшается, и происходит разряд времязадаю35 щего конденсатора 2. После разряда изменяется уровень сигнала на выходе блока сравнения 1, запирается ключ 8, происходит заряд времязадающего конденсатора 2 через стабилизатор тока 4, и процесс повторяется. В режиме ШИМ фиг.з) управление ключом 8 осуществляется импульсами генератора 5 прямоугольных импульсов (фиг.За), причем в интервалах отсутствия импульсов конденсатор 2

Гфиг.Зб) заряжается, а в интервалах присутствия - разряжается. На выходе блока сравнения 1 формируется импульсный сигнал, длительность которого управляется напряжением, поданным на клемму источника 9.

Устройство в режиме ШИМ в частности можно использовать в силовой преобразовательной технике в устройствах управления тиристорным преобразователем, формируя при этом импульсный сигнал управления от сети. Использование ШИМ позволяет уменьшить

асимметрию углов управления тиристоров, т.е. довести до минимума неравенство углов управления отдельных тиристоров, входящих в состав тиристорного преобразователя. Уменьшение асимметрии углов управления исключает автоколебательный режим и уменьшает пульсации в выходном напряжении.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий блок сравнения, времяаадающий конденсатор, последовательно соединенные источник напряжения и стабилизатор тока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с общей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены генератор прямоугольных импульсов, переключатель, одновибратор и ключ, подключенный параллельно времязадающему конденсатору, выход блока сравнения через одновибратар соединен с первым входом переключателя, к второму входу которого подключен генератор прямоугольных импульсов, выход переключателя соеди§ нен с управляющим входом ключа, а источник входного сигнала подключен (П к второму входу блока сравнения. aDе О шЛ. Z J Фи 1

t

иг. 2