Способ интегрирующего преобразования напряжения в частоту следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K7/06 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано при построении преобразователей сигналов малого уровня в унифицированные сигналы частоты и кода. Цель изобретения - повышение точноети преобразования. На фиг. I изображена электрическая функциональная с.хема устройства реализации способа интегрирующего преобразования напряжения в частоту следования импульсов; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжения на выходе третьего операционного усилителя. Устройство реализации способа содержит источник 1 опорного напряжения, формирователь 2 импульсов обратной связи, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 ключи, делитель 7 частоты, генератор 8 опорной частоты, блок 9 сравнения на первом операционном усилителе, дифференциальный интегратор 10 на втором 1 1 и трет ем 12 операционных усилителях, пятом 13, HiecTOM 14, седьмом 15 ивосьмом 16 ключах, конденсаторе 17 и резисторе 18, выходы второго 4 и третьего 5 ключей подключены к первому входу, а выходы первого 3 и четвертого 6 - к второму входу дифференциального интегратора 10, входы первого 3 и второго 4 ключей соединены с входной тиной 9 устройства, входы третьего 5 и четвертого 6 ключей подключены к выходу формирователя 2 импульсов обратной связи, первый вход которого соединен с выходом источника 1 опорного напряжения, а второй вход - с выходом блока 9 сравнения на первом операционном усилителе, первый вход которого соединен с выходом дифференциального интегратора 10, второй вход - с общей тиной источника питания, выход генератора 8 опорной частоты -- с входом делите,1я 7 частоты и третьим входом формирователя 2 импульсов обратной связи, управляющие входы первого 3, третьего 5 ключей и третьего выхода дифферепциально|-о интегратора 10 и второго 4, четвертого 6 ключей и четвертого выхода дифференциального делителя частоты соответственно, первым и вторым входами дифференциального интегратора 10 являются ипвертируюпии и неинвертирующий входы второго усилителя 11, выход которого соединен через резистор 18 с первым входом третьего операционного усилителя 12, второй вход которого соединен с общей Н1иной источника питания, а выход является выходом дифференциального интегратора 10. перв)1Й вход третьего операционного усилителя 12 подключен к выходам пятого 13 и восьмого 16 ключей, выход третьего операцион)1ого усилителя 12 соединен с выходом шестого 14 и седьмого 15 ключей, входы восьмого 16 и седьмого 15 ключей соединены с пер1«)й обкладкой конденсатора 17, входы 11ято|-о 13 и шестого 14 ключей с второй обкладкой конденсатора 17, управляющие входы niecToro 14 и восьмого 18 ключей объединены и являются третьим входом дифференциального интегратора 10, управляющие входы пятого 13 и седьмого 15 ключей объединены и являются четвертым входом дифференциального усилителя. Устройство работает следующим образом. В первый момент времени (фиг. 2) замыкаются ключи 4, 6, 13 и 15, ключи 3, 5, 14 и 16 размыкаются. При появлении на тине 19 входного сигнала Lx, под его действием начинает заряжаться интегрирующий конденсатор 17 дифференциального интегратора 10. В момент достижения интегратором на третьем онерационном уси/штеле порогового уровня срабатывает блок 9 сравнения и воздействует на формирователь 2 импульсов обратной связи. IB результате чего дифференциальный интегратор 10 в течение интервала времени to интегрирует разность (Uo-Ux) и к концу интервала to напряжение на выходе интегратора 10 становится (lJO--U-:)tn -постоянная интегратора. опорное напряжение. С момента окончания интервала времени to интегрируется только входное напряжение Ux.B момент достижения наконленным интегралом порогового уровня срабатывает блок 9 сравне 1ия и процесс преобразования повторяется. По окончании первого цикла преобразования Т| в мо.мент t но си|нал с делителя 7 частоты ДЧЗ меняются состояния ключей 5-16. Следствием чего является смена знака накопленного интеграла на выходе операционного усилителя (фиг. 2). а также меняются местами входное и опорное напряжения на входах дифференциалг ного интегратора 10. С учетом смены зь:аков во втором цикле преобразователь работает аналогично. Выходная частота, соответствующая входному напряжению Ux измеряется за интервал вре.мени Ti-f-To и определяется соотношением l(,tn U,,to(T,+T.,) где IJiii, Uiis -- начальные значения накопленного интеграла соответственно для первого и третьего циклов. Предлагаемый способ позволяет зг1ачительно повысить точность преобразования за счет устранения влияния дрейфа напряжения смещения при вьпюлнении операции интегрирования. Кроме того, устройство, реализуюнгее данный способ, отличается высо-, кой помехоустойчивостью по отношению как к внутренним, так и внешним шумам. в связи с чем возможна его жсгьпуатация

в условиях с повышенным уровнем электрических номех.

Формула изобретения

Способ интегрирующего преобразования напряжения в частоту следования импульсов, основанный на интегрировании преобразуемого напряжения и последовате.пыюсти импульсов опорного напряжения, формируемых в моменты достижения накоп.ленр|ым интегралом нулевого значения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, периодически осуществляют изменение знаков преобразуемого, опорного нанряжения и накопленного интеграла.

Способ относится к цифровой измерительной те.хнике. Может быть использован при построении преобразовате.ей сигналов ма.юго уровня в унифицированные сигна,1ы частоты и кода. Цель изобретения - повыП1ение точности преобразования. Способ основан на интегрировании преобразуемого напряжения и нос.чедователыюстп пмпу,/1ьсов опорного напряжения. Введение в лвестш п способ многократного периодического изменения знаков преобразуемого, онорного нанряжеипй п накопленного интеграла нозво,1яют достигнут) иостав.чеипой цели. Устройство, реализукнцее способ, содержит источник I опорного напряжения, формирователь 2 импульсов обратной связи, ключи 3-6, делитель 7 частоты, генератор 8 онорной частоты, блок 9 сравнения на первом операционном усилителе (O.N), диф( ференциальный интегратор 10 на ОУ II, 12, ключа.х 13-16, конденсаторе 17, резис(Л торе 18. 2 ил. N3 О5 СП СО 00