Преобразователь напряжения в интервал времени Советский патент 1987 года по МПК H03M1/52 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в универсальных и специальных средствах измерения.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы.

Устройство содержит первый интегратор I, состоящий из преобразователя 2 напряжения в ток и накопительного элемента на конденсаторе 3, переключатель 4, источник 5 опорного тока, второй интегратор 6, состоящий из операционного усилителя 7 и конденсатора 8, ключ 9, инвертор 10, триггер 11, генератор 12 тактовых импульсов, компаратор 13.

Устройство работает следующим образом.

Временные диаграммы (фиг.2) иллю

стрируют отработку скачкообразного изменения входного сигнала от О до Uj(. Так как на схеме были нулевые начальные условия, то компаратор 13 срабатывает в самом начале цикла преобразования, переключатель 4 устанавливается в левое положение. Конденсатор 3 в течение интервала времени 0,t|j заряжается лишь током IQ,поскольку 1)(0, до напряжения

IT ft- - 1 t

с™ После подачи скачка входного напряжения осуществляется интегрирование тока IK за интервал времени tg, t.l. Таким образом, в момент времени

t, напряжение на конденсаторе 3 равно

u,(t,),i,(,, - t),

;где Т - интервал времени, в течение которого осуществляется одно преобразование, оно задается генератором 12 тактовых импульсов .

В момент времени t, по команде с генератора 12 на чинается следующий цикл преобразования. Переключатель 4 переводится в правое положение, а ключ 9 размыкается, тем самым разре.шая конденсатору о интегрирование токов I к и Ip. Конденсатор 3 в это время интегрирует лишь ток 1.

Напряжение на Конденсаторе 3 изменяется по закону

и (t)u,(t,) + - (t - t),

а напряжение на выходе инвертора 10 уменьшается

п1

п1

(t) - F--(t-t,)+ (t-t).

6

в

где n - коэффициент передачи инвертора 10.

В момент равенства этих напряжений происходит срабатывание компаратора. Это происходит в момент времени t , т . е .

П IQ/ ч nit , .

- -c:-(4-t,) -ь

8

It

u,(t,) + Mt - t,).

При Сд - , 4t, - t ) или М (-)

J- 5-Ifl JB выражении множитель (t,-tg)/T учитывает среднее значение напряжения на входе преобразователя, поскольку устройство измеряет интегральные значения, а так как К-U, где К - коэффициент передачи преобразователя 2 напряжения в ток, то дТ . L

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий компаратор, первьй вход которого подключен к выходу первого интегратора, вход ко- toporo является входной шиной, а выход компаратора соединен с первым . входом триггера, второй вход которо- го подключен к выходу оператора тактовых импульсов, а выход соединен с управляющим входом ключа, первый вход второго интегратора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышЕшия быстродействия, в него введены инвертор и источник опорного тока, выход которого соединен с информационным входом переключателя, первый выход которого подключен к первому входу компаратора, а второй выход объединен с дополнительным выходом первого интегратора и подключен к второму входу второго интегратора, выход которого через инвертор соединен с вторым входом компаратора,причем второй вход и выход второго интегратора подключены соответственно к информационному входу и выходу ключа.

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что первый интегратор выполнен в виде последова- тельно соединенных преобразователя напряжения в ток, вход которого является входом интегратора, и накопительного элемента, первый вывод которого является дополнительным выходом ин- тегратора, второй вывод является выходной шиной.

Составитель В.Махнаков Редактор Н.Тупица Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар

Заказ 7535/57 Тираж 899 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4.

3. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что второй интегратор выполнен в виде операционного усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен конденсатор, причем инвертирующий вход операционного усилителя является вторым входом второго интегратора , неинвертирующий вход и выход - соответственно первым входом и выходом второго интегратора.

I

t

i4

Фи-г.2

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в универсальных и специальных средствах измерения . Содержит первый интегратор 1, состоящий из преобразователя напряжения в ток 2 и накопительного элемента на конденсаторе 3, переключатель 4, второй интегратор 6,на операционном усипителе 7 и конденсаторе 8, ключ 9, триггер 11, генератор 12 тактовых импульсов, компаратор 13. Введение в известный преобразователь инвертора 10, источника опорного тока 5 позволяет существенно повысить быстродействие за счет снижения требований к быстродействию элементов схемы, т.к. в устройстве осуществляется интегрирование токов. 2 3.п. ф-лы, 2 ил. А i 0-1 usf