Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение "Галс Советский патент 1988 года по МПК G01R19/04 G01R19/22 

(Л

с

L±J

1 :с I

1Ч

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано для преобразования амплитуды импульсов в постоянное напряжение в уст- ройствах контроля параметров импульсных сигналов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1233056.

Цель изобретения - уменьшение вре мени преобразования при сохранении относительной погрешности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит компаратор 1, соединенный неинвертирующим входом с входной шиной 2, а инвертируюш м входом - с выходной шиной 3, RS-триг гер 4, ключ 5, управляемый интегратор 6, источник 7 постоянного опор- ного напряжения, двухвходовый сумматор 8, состоящий из резисторов 9 и 10, резистор 11, образующий с резисторами сумматора делитель напряжения

при этом выход компаратора соединен

с входом RS-триггера 4, подключенного S-входом к шине 12 импульсов сброса, выход RS-триггера 4 соединен с управляющим входом ... ключа 5, управляющего интегратором 6 а вход управ- ляемого интегратора 6 связан через резистор 9 сумматора с источником 7 постоянного опорного напряжения,аче рез резистор 10 - со своим выходом и инвертирующим входом компаратора 1,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на выходе интегратора 6 равно нулю, а RS-триггер 4 сброшен импульсами сброса, имеющими малую длительность, причем частота сброса меньще частоты входного сигнала. Компаратор 1 осуществляет сравнение величины постоянного напряжения, поступающего с выхода интегратора 6 на его инвертирующий вход (и), и амплитуды входного импульса (и). Когда амплитуда входного импульса больще поступающего с интегратора 6 сигнала (), на выходе компаратора 1 на все время превышения U над U формируется импульс, который устанавливает RS-триггер 4 в состояние 1. При этом ключ 5 переключает интегратор 6 в такой режим, при котором на выходе интегратора 6 получается нарастающее напряжение, подаваемое через резистор 10 с коэффициентом передачи К, к входу

0

5 0

5

0 с

0 З n с

интегратора 6 со знаком, совпадающим со знаком напряжения источника 7 опорного напряжения, т.е. образуется положительная обратная связь,увеличивающаяся действующее на вход интегратора 6 напряжение (U ) и однозначно приводящая к уменьшению времени преобразования.

При достижении напряжением U, поступающим с выхода интегратора 6 на инвертирующий вход компаратора 1, величины амплитуды входных импульсов и с компаратора 1 импульсы на R-вход триггера 4 больше не поступают и R8- триггер 4 сбрасывается первым же импульсом сброса с шины 12, поступающим на его S-вход. Выходной сигнал RS- триггера 4 переключает ключ 5, и устанавливается направление интегрирования интегратора 6 в сторону уменьшения. При этом перезаряд емкости интегратора 6 осуществляется также действующим на его входе напряжением Ugj , которое уменьшается вместе с уменьшением и за счет той же обратной связи через резистор 10, которая в данном случае носит отрицательный характер. Уменьшение U, а вместе с ним и Ug продолжается., до тех пор, пока его величина не станет меньше и. Тогда первым же импульсом с компаратора 1 происходит переключение RS-триггера 4, сигнал на его выходе изменяется на противоположный и изменяет направление интегрирования: напряжения и и начинают возрастать . В установившемся режиме U . (и и„) совершает колебания у определенного (из условия ) значения, близкого к амплитуде входных импульсов и„ с периодом, равным периоду импульсов сброса. С периодом импульсов

сброса ( .т;) имеют место паузы

сбр

с обратным направлением интегрирования длительностью, равной временному интервалу между импульсом сбросаг и ближайшим последующим входным импульсом. Размах колебаний ли определяет погрешность преобразования в соответствии с вьфажением

.и. Н|...„, Ы.|..1.,„,.

где Ug - входное напряжение интегратора;

К - коэффициент передачи делителя напряжения на резисторах .10 и 11;

К - коэффициент передачи делителя напряжения на резисторах 9 и 11;

- постоянная интегрирования. Из данного выражения следует, что абсолютная погрешность с увеличением амплитуды входных и шyльcoв увеличивается и данная функциональная зависимость обеспечивает постоянство отНосительной погрешности во всем динамическом диапазоне работы устройства.

Из указанного выражения также следует, что погрешность определяется величиной опорного напряжения U , т.е. погрешность тем больше, чем больше UQ. Следовательно, для уменьшения погрешности величину опорного напряжения нужно уменьшать. Однако противоположное требование к величине опорного напряжения предъявляется с точки зрения уменьшения времени вхождения в установившийся режим, определяющего постоянную интегрирова- ния. Поскольку выход в установившееся состояние в предлагаемом устройстве происходит при наличии положительной обратной связи, то при обеспечении на нижней границе динами-

ческог о диапазона требуемой относительной погрешности, определяемой

ли как -|-, которая характеризует точлность преобразования, достигается

увеличение скорости преобразования при гарантированной точности преоб-. разования во всем динамическом диапазоне по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

1.Преобразователь амплитуда импульсов в постоянное напряжение по авт. св. № 1233056, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени преобразования При сохранении относительной погрешности в него введен двухвходовый сумматор, посредством которого вход управляемого интегратора подключен jc источнику постоянного напряжения и выходной шине устройства.

2.Устройство по п, 1, отличающееся тем, что сумматор выполнен на двух резисторах, связанных через третий резистор с общей шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для преобразования амплитуды импульсов в постоянное напряжение в устройствах контроля пара:метров импульсных сигналов. Цель изобретения- уменьшение времени преобразования при сохранении относительной погрешности - достигается введением в устройство по а.с. № 1233056 двухвходо- вого сумматора 8, посредством которого вход управляемого интегратора подключен к источнику 7 постоянного напряжения и выходной тине 3 устройства. Достижение цели обуслрвлено в предлагаемом устройстве наличием положительной обратной связи между выходом и входом управляемого интегратора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.