Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1986 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в аналогоцифровых измерительных комплексах, устройствах для получения эквивалента в цифровом виде с последующей обработкой или вывода на табло. Цель изобретения - повышение стабильности преобразования. Для достижения цели применяются два канала преобразования, а в такте калибровки замыкается отрицательная обратная связь и соответствующий канал отслеживает и устраняет ощибку преобразования за счет изменения уровня на входе порогового устройства. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - принцип формирования импульсов, которые впоследствии осредняются и корректируют опорное напряжение. Устройство состоит из двух аналогичных каналов, каждый из которых содержит шину 1 входного напряжения, шину 2 калибровочного напряжения, первый 3 и второй 4 ключи, ключевой элемент 5, интегратор 6, пороговое устройство 7, формирователь 8 импульсов, третий ключ 9, фильтр К), аналоговое запоминающее устройство 11, сумматор 12 опорного напряжения, блок 13 формирования импульсов расчетной задержки, а также блок 14 генератора тактон-ых импульсов, триггер 15, коммутатор 16, п:ины 17, 18-1, 18-2 и 19 связи. Шина 1 входного напряжения подключепа к входу ключа 3, тина 2 калиброванного напряжения - к входу ключа 4, выходы ключей 3 и 4 объединены и подк;1ючены к входу ключевого элемента 5, выход которого подключен к входу интегратора 6, выход последнего подключен к входу порогового устройства 7, выход которого управляет работой ключевого элемента 5, а также подключен к блоку 8 формирования импульсов, к второму входу коммутатора 16 и к первому входу блока 13 формирования импульсов расчетной задержки, выход последнего подключен к второму входу формирователя 8 импульсов, выход которого через ключ 9 подключен к входу фильтра 10, выход последнего подключен к входу аналогового запоминающего устройства, выход последнего подключен к сумматору 12, выход сумматора опорного напряжения подключен к второму входу порогового устройства 7, первый выход блока генератора 14 тактовых импульсов подключен к входу триггера 15, второй выход через щину 20 - к второму входу блока 13 формирования импульсов расчетной задержки, выход триггера 15 через щипу 17 управляет работой ключей 3, 4 и 9 обоих каналов. Устройство работает следующим образом. Каждый канал устройства работает в два такта - такт калибровки и рабочий такт. Первый канал калибруется, второй в это время находится в рабочем такте, затем второй канал калибруется, а первый находится в рабочем такте. В первом такте в первом канале замкнуты ключи 4 и 9, а во втором канале замкнут ключ 3, и коммутатор 16 к выходу устройства подключает второй канал. Во втором такте в первом канале замкнут ключ 3, а во втором канале замкнуты ключи 4 и 9, и коммутатор 16 к выходу устройства подключает первый канал. В такте калибровки первого канала на его вход подано калибровочное напряжение, на выходе интегратора 6 напряжение начинает расти и при достижении порогового уровня срабатывает пороговое устройство 7, которое дает команду на ключевое устройство, в результате чего изменяется направление интегрирования. Блок 13 формирования импульса расчетной задержки синхронизируется пороговым устройством 7 и формирует короткий импульс с расчетной задержкой относительно импульса синхронизации, который поступает на второй вход формирователя 8 импульсов (фиг.2). Если под действием внешней среды, например, изменяется постоянная времени интегратора 6, пороговое устройство 7 срабатывает раньше расчетного времени, то формирователь 8 импульсов вырабатывает ряд положительных импульсов, длительность которых зависит от изменения постоянной времени интегратора, последовательность этих импульсов осредняется и запоминается в течение этапа калибровки в аналоговом запоминающем устройстве 11, если пороговое устройство 7 срабатывает позже расчетного времени, то формирователь 8 импульсов вырабатывает ряд отрицательных импульсов, длительность которых зависит от влияния внешней среды на устройство.. Сумматор 12 стремится выставить опорное напряжение на входе порогового устройства 7 таким, что период срабатывания порогового устройства равен расчетному времени (Грасч.), т. е. на этапе калибровки замыкается отрицательная обратная связь и устройство само устраняет ошибку преобразования. Блок 14 генератора тактовых импульсов с соответствующего выхода своего счетчика управляет работой триггера 15, который синхронизирует работу обоих каналов. Цифровой коммутатор 16 управляется этим триггером, при низком уровне на выходе последнего шина 18 первого канала подключена на выход устройства, при высоком уровне шина 18 второго канала подключена на выход устройства. Блок 13 формирования импульсов расчетной задержки запускается в момент срабатывания порогового устройства, подсчитывает импульсы, поступающие через шину 19 и через Грасч выдает короткий импульс на вход формирователя 8 импульсов. Неточность преобразования в устройстве зависит от влияния температуры на любой аналоговый элемент, в том числе сказывается и старение элементов. Восстановить точность преобразования можно, например, изменив постоянную времени интегратора. В предлагаемом устройстве этого добиваются изменением опорного напряжения порогового устройства. В такте калибровки канал анализирует и устраняет ошибку преобразования, изменяет опорное напряжение на ±Ди. В рабочем такте опорное напряжение равно UonopH.±ALJ, что повышает достоверность преобразования.

Триггер 15 синхронизирует работу обоих каналов при переходе с такта калибровки на рабочий такт и наоборот, может быть потеря ±1 импульса на выходе. Продолжительность такта вырабатывается из условия изменения внешних температурных условий.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, состояпдий из двух каналов, каждый из которых содержит ключевой элемент, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом интегратора, пороговое устройство, выход которого подключен к управляюш,ему входу ключевого элемента, шину калибровочного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности преобразования, в каждый канал введены формирователь импульсов, три ключа, фильтр, аналоговое запоминающее устройство, сумматор опорного напряжения, блок формирования импульсов расчетной задержки, а также введены общие для обоих каналов блок генератора тактовых импульсов, триггер, коммутатор, причем вход первого ключа соединен с источником входного напряжения, вход второго ключа соединен с источником калибровочного напряжения, выходы этих ключей объединены и подключены к входу ключевого устройства, первый вход формирователя импульсов подключен к выходу порогового устройства, а второй вход - к выходу блока формирования импульсов расчетной задержки, первый вход которого подключен к выходу порогового устройства, выход формирователя импульсов через третий ключ подключен к фильтру, подключенному через аналоговое запоминающее устройство к сумматору опорного напряжения, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам блоков формирования импульсов расчетной задержки обоих каналов, а второй выход - к входу триггера, выход которого соединен с управляющими входами первого, второго и третьего ключей обоих каналов; выходы пороговых устройств обоих

каналов подключены к первому и второму входам коммутатора, третий вход которого подключен к выходу триггера, а выход коммутатора является выходом устройства.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых измерительных комплексах, устройствах для получения эквивалента в цифровом виде с последующей обработuI-j- U fAVk, ... с кой ИЛИ вывода на табло. Цель изобретения - повышение стабильности преобразования. Устройство содержит два канала, каждый из которых включает ключевой элемент 5, интегратор 6 и пороговое устройство 7. Введение в каждый канал ключей 3, 4 и 9, формирователя 8 импульсов, фильтра 10, аналогового запоминающего устройства 11, сумматора 12 опорного напряжения, блока 13 формирования импульсов расчетной задержки, а также введение общих для обоих каналов блока 14 генератора тактовых импульсов, триггера 15 и коммутатора 16 позволяет в такте калибровки замыкать отрицательную обратную связь, а соответствующему каналу отслеживать и устранять ощибку преобразования за счет изменения i уровня на входе порогового устройства. 2 ил. сл I канал JTJ4 05 О5 4; Фиг.

и.

6

uiJon. .