Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени Советский патент 1986 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построени цифровых измерительных приборов,

Цель изобретения - повьппение быстродействия и упрощение схемы преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, конденсатор 2, конденсатор 3, йремязадающий резистор, 4, первый 5 и второй 6 усилители, компаратор 7, первьй 8, второй 9 и третий Ю ключи, генератор так- товьпс импульсов 1.1, первый 12 и второй 13 последовательно соединенные резисторы, блок. 14 управления.

Причем выход источник 1 опорного напряжения соединен с неподвижным контактом ключа 8, другой его неподвижный контакт соединен с выходом о перационного усилителя 6. Резистор 12 включен между входом и выходом усилителя 6, резистор 13 соединен с выходом источника 1 опорного напряжения и с входом усилителя 6, подвижный контакт ключа через время- задающий резистор 4 соединен с входо усилителя 5, соединенным с неподвижными контактами ключей 9 и 10, другие неподвижные контакты которых соединены с общей шиной устройства, а их подвижные контакты через первый 2 и второй 3 конденсаторы соединены с выходом усилителя 5 и входом, компаратора 7, выход которого сое- динен с первым входом блока 14 управления, другой вход которого соединен с выходом генератора 11 тактовых импульсов, а выход блока 14 управления соединен с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Цикл преобразования состоит из двух тактов.

В начале первого такта с приходом jaKTOBoro импульса с генератора 11 в момент времени t блок 14 управления переводит Ключи 8-10 в нижнее положение. При этом в помощью ключа В опорное напряжение U источника 1, инвертированное с помощью усилителя 6, подается на вход усилителя 5 и начинается его интегрирование. Коэффициент передачи усилителя 6 определяется отношением резисторов 12 (R) и 13 (Кг), т. е. Ui - .

По окончании фиксированного интервала времени tg t - t, задаваемого генератором 11 тактовых импульсов, выходное напряжение и.,(ц) усилителя 5 описывается выражением t.

и

(t,)

J RC

7J.--t-l;--.

(1)

где R - сопротивление времязадающего резистора 4, С., - емкость конденсатора 2. В момент времени t блок 14 управления переводит ключи 8-10 в верхнее положение и начинается второй такт преобразования. Усилитель 5 начинает интегрировать опорное напряжение источника 1, поданное на его вход с помощью ключа 8.

В связи с тем, что усилитель 5 охвачен глубокой отрицательной обратной связью и имеет большой коэффициент усиления К, потенциал на его входе можно считать равным нулю - виртуальная земля. Поэтому переключение конденсатора 2 со вхоа усилителя 5 на общий провод устройства и переключение конденсатора 3 с общего провода на вход усилителя 5 не изменит потенциалов на этих конденсаторах и на выходе усиителя 5.

В течение второго такта преобразования t,. - t t выходное напряжение усилителя 5

и.() (t,) -а

40

U,(t,) --(t - t,).

КС,

(2)

где Cjj - емкость конденсатора 3, будет осуществлять принудительный разряд конденсатора 2. В момент времени t, выходное напряжение U.,(t)

усилителя 5 достигнет порога срабатывания компаратора 7. В связи с тем, что потенциал опорного входа компаратора 7 равен нулю, цикл преобразования заканчивается при полном разряде конденсатора 2, т.е.

,) 0. Учитьшая (1) и (2), длительность второго такта преобразования

t,

R

Ra

Ci

пропорциональна преобразуемому параметру R или С.

При работе устройства в режиме преобразования емкости в интервал

С времени tj т Д ™4

0

К.,/Кг, Сз Сд и С,1 Ср. В случае преобразования сопротивления в ин- вервал времени

R

ti

о .

где т, Cj/C, R R, R Rj,. Формула изобрете ни я

Преобразователь емкости и сопро-: тивления в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, конденсатор, времязадаю- щий резистор, первый и второй усилители, вход и выход первого усилителя соединены соответственно с первым выводом времязадающего резистора и с ОДНШ4 выводом конденсатора, соединенного с сигнальным входом компаратора, первый, второй и третий ключи преобразователя, генератор тактовых импульсов, клеммя для подключения конденсатора, отличаю218342

щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения схемы преобразователя, в него введены блок управления, клеммы для подклю5 чения резистора, которые через резистор соединены с выходом второго усилителя и источником опорного напряжения, общий вывод резистора и одной из клемм подсоединен к входу

10 второго усилителя, два неподвижных контакта первого ключа соединены соответственно с источником опорного напряжения и с выходом второго усилителя, а подвижный контакт соеди- нен с вторым выводом времязадающего резистора, подвижные контакты второго и третьего ключей соответственно соединены с другим выводом конденсатора и через конденсатор, подклю- ченный к клеммам, с выходом первого усилителя, а неподвижные контакты попарно соединены с входом первого усилителя, с общим пpoвoдo f преобразователя и с опорн1Л4 входом компаратора, ыход которого соединен с первым входом, .а генератор тактовых импульсов - с вторым входрк блока управления.

Изобретение относится к инфор мационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение схемы преобразователя. Для этого в него введены блок управления и клеммы для подключения резисторов. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, конденсаторы 2 и 3, время- задающий резистор 4, усилители 5 и 6, компаратор 7, ключи 8, 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, резисторы 12 и 13, блок 14 управления. 1 ил. .г 1C 00 со 4 to