Преобразователь с изменением направления интегрирования Советский патент 1987 года по МПК H03K5/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах передачи данных.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности преобразования сопротивления в скважность при одновременном повышении надежности работы устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - вариант его выполнения при включении сопротивления в цепь питания.

Преобразователь с изменением напряжения интегрирования содержит первый ключ 1, вход которого соединен с первой шиной 2 питания, выход - с первой об- кладкой конденсатора 3, первым входом гис- терезисного элемента 4, входом второго ключа 5, выход которого соединен с второй шиной 6 питания, выходом третьего ключа 7, четвертый ключ 8, вход которого соеди- нен с первой шиной 2 питания, первый выход гистерезисного элемента 4 соединен с управляющим входом первого и третьего ключей 1 и 7, второй выход - с уп- равляюшим входом второго и четвертого ключей 5 и 8, переменный резистор. 9, не- подвижными контактами включенный между входом третьего ключа 7 и выходом четвертого ключа 8, подвижным контактом подключен к второй обкладке конденсатора 3 и второму входу гистерезисного элемента 4.

Гистерезисный элемент выполнен на основе дифференциального усилителя с положительной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

За счет положительной обратной связи дифференциальный усилитель может находиться в двух устойчивых состояниях. Первое из них характеризуется открытым транзистором 10 и закрытым транзистором 11, второе, наоборот, открытым транзистором 11 и закрытым транзистором 10. В первом из указанных состояний iia выходе 12 имеется сигнал логической единицы (потенциал +Е), на выходе 13 - логический нуль (-Е), во втором -- наоборот.

Пусть при включении устройства диф- ференциальный усилитель установлен случайным образом в состояние, когда на выходе 12 - потенциал -|-Е, а на выходе 13 - потенциал -Е. Тогда ключи 8 и 5 замыкаются, а ключи 1 и 7 размыкаются. На базе транзистора 10 устанавливается потенциал -f-Eo, определяемый соотношением величин резисторов 14 иЧ5. Конденсатор Зв первый момент разряжен, поэтому потенциал ei o левой по схеме обкладки и, следовательно, потенциал базы транзистора 11 равен - Е. При этом транзистор И заперт и потенциал выхода 12 поддерживается на уровне -f Е автоматически, а транзистор 10

открыт и потенциал -Е сохраняется на выходе 13. В дальнейшем конденсатор 3 начинает заряжаться через плечо 16 (г.,) резистора 9, причем потенциал его левой обкладки стремится к -}-Е. Когда потенциал левой обкладки конденсатора 3 превысит величину + ЕО, транзистор 11 начинает открываться, а транзистор 10 - закрываться, поскольку дифференциальное напряжение на входе дифференциального усилителя меняет свой знак. За счет положительной обратной связи происходит лавинообразный переход дифференциального усилителя в другое устойчивое состояние: транзистор 10 закрыт (потенциал коллектора Н-Е), транзистор 11 открыт (потенциал коллектора -Е). Ключи 1 и 7 замыкаются, а ключи 5 и 8 размыкаются. При этом на базе транзистора 10 устанавливается потенциал -Ео, определяемый тем же соотношением величин резисторов 14 и 15.

Конденсатор 3 начинает перезаряжаться через плечо 17 (Г2} резистора 9 переменного сопротивления, а потенциал его левой обкладки стремится от (+E-f-Eo) к величине -Е. Когда потенциал левой обкладки конденсатора 3 станет равным и меньше величины - ЕО, дифференциальный усилитель опять переключается и весь процесс повторяется. Выходом устройства может быть любая из точек, на которых возникают при работе устройства противофазные напряжения, скважность которых определяется соотношением плеч Г| и г-2 переменного резистора 9.

Каждый раз перезаряд конденсатора 3 происходит на величину +Е,-(-Ео)2Ео (кроме первого полупериода генерации непосредственно после включения устройства, когда перезаряд происходит на величину ЕО), определяемую напряжением источника питания Е и соотношением резисторов 14 и 15, которые не меняются в процессе работы предлагаемого устройства.

Время перезаряда конденсатора до потенциала + ЕО на левой обкладке от потенциала --Ео

t,r,Cln(E/(), для обратного нерезаряда от +Е() до -ЕО

t2 i-2Cln(E/(E--2Eo), где С - емкость конденсатора 3.

Скважность выходных импульсов равна

П -. t|+t2 Г1 + Г2

и не зависит с высокой степенью точности от питаюшего напряжения,, а также от величин резисторов 14 и 15.

При изменении положения средней точки резистора 9 переменного сопротивления, вызванного изменением преобразуемой датчиком величины, изменяются величины плеч 16(ri) и 17(г2), а следовательно, и скважность выходных импульсов.

Формула изобретения

1. Преобразователь с изменением направления интегрирования, содержащий первый ключ, вход которого соединен с первой шиной питания, выход - с первой обкладкой конденсатора, первым входом гистере- зисного элемента, входом второго ключа, выход которого соединен с второй шиной питания, выходом третьего ключа, четвертый ключ, вход которого соединен с первой ши- ной питания, первый выход гистерезисного элемента соединен с управляющим входом первого и третьего ключей, второй выход - с управляющим входом второго и четверто

го ключей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении надежности работы устройства, в него введен переменный резистор, неподвижными контактами включенный между входом третьего ключа и выходом четвертого ключа, подвижным контактом подключенный к второй обкладке конденсатора и к второму входу гистерезисного элемента.

2. Преобразователь по п. I, отличающийся тем, что гистерезисный элемент выполнен в виде дифференциального усилителя с положительной обратной связью.

Фиг. I

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах передачи данных. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности преобразования сопротивления в скважность при одновременном повышении надежности работы устройства. Для достижения поставленной цели в устройство введен переменный резистор 9, образованы новые связи. Кроме того, устройство содержит ключи 1, 5, 7, 8, конденсатор 3, гис- терезисный элемент 4 (ГЭ). ГЭ выполнен на основе дифференциального усилителя с положительной обратной связью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с «е (Л С СО О 01 сд 00 фиг. 1