Преобразователь напряжение-время Советский патент 1988 года по МПК H03M1/00 

«i-

SS

ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с частотно-импульсным представлением сигналов , в аналоговых и цифровых преобразователях с промежуточным преобразованием входного сигнала в интервал време- ;ни, а также в системах контроля в качестве преобразователя напряжения to в интервал времени.

Цель изобретения - расширение области использования преобразователя напряжение-время за счет создания J5 постоянного интервала времени между выз;одными импульсами при одновременной синхронизации фронтов выходного импульса с импульсами образцовой частоты.20

На фиг.1 изображена структурная схема преобразователя напряжение - время} на фиг.2 - пример выполнения прерывателя; на фиг.З - эпюры напряжений, поясняющие работу преобразова-25 теля напряжение - время.

Преобразователь напряжение - время содержит компараторы 1 и 2, интегратор 3, шину 4 преобразуемого напряжения, шину 5 высокого потен- зо циала, шину 6 нулевого Потенциала, счетчик 7, преобразователь 8 уровней напряжения, элементы И 9 И-10, прерыватель 11, D-триггер 12, выходную шину 13 и шину 14 образцовой частоты.

Выход интегратора 3 со.единен с неинвертирукщими входами компараторов 1 и 2, инвертирукнций вход компаратора 1 соединен с шиной 4 преобразуемого напряжения, инвертирующий XQ вход компаратора 2 соединен с шиной 6 нулевого, потенциала, D-вход D-триг- гера 12 соединен с шиной 5 высокого потенциала, С-вход соединен с выходом триггера и выходной шиной 13,45 R-вход соединен с выходом компаратора 2, а выход D-триггера. 12 соединен с первым входом элемента И 10 и через преобразователь 8 уровней напряжения - с первым входом прерывателя , 1 1, второй вход которого сое;;инен с выходом элемента И 10, второй вход элемента И 10 соединен с выходом компаратора 1 и первым входом элемента И 9, второй вход которого соединен с шиной 14 образцовой частоты, а выход - с входом счетчика 7, выход прерывателя 11 соединен с входом интегратора 3.

35

55

, o

5 0

5

о

XQ 45 ,

5

5

Прерыватель 11 содержит инвертор 15, операционный усилитель 16, резисторы 17 и 18 и диоды 19 и 20.

Первый вывод резистора 18 соединен с первым входом прерывателя, а второй вывод - с выходом прерывателя, анодом диода 20 и первым входом операционного усилителя 16, выход которого соединен с катодом диода 20, а второй вход соединен .с катодом диода 19 и через резистор 17 - с шиной 6 нулевого потенциала, анод диода 19 соединен с выходом инвертора 15, вход которого соединен с вторым входом прерывателя.

Преобразователь напряжение - время работает следующим образом.

В момент времени t (фиг.З) напряжение выходе интегратора 3 меньше напряжения на инвертируюп1ем входе компаратора 2, а на выходе компаратора 2 напряжение V равном нулю. Вследствие этого D-триггер 12 переходит в состояние, при котором на. его выходе формируется напряжение положительной полярности. При этом ключ прерывателя 11 разомкнут в результате чего на его выходе формируется напряжение положительной полярности, которое поступает на вход интегратора 3, вызывая увеличение напряжения положительной полярности на выходе интегратора 3. В момент времени tj напряжение на входе компаратора 2 достигает величины, при которой на его выходе образуется высокий потенциал.

В момент времени t- напряжение на неинвертирующем входе компаратора 1 превышает напряжение на шине 4, в результате чего на его выходе скачком сформируется положительньй потенциал, что приводит к формированию положительного напряжения на выходе элемента И 10, которое приводит, к замыканию ключа прерывателя 1 1 и закорачиванию входа интегратора на шину 6 нулевого потенциала. Напряжение на выходе интегратора перестает возрастать.

В момент времени t. на шину 14 приходит импульс с генератора импульсов образцовой частоты, который через элемент И 9 поступает на вход счетчика 7 (в случае применения в качестве счетчика триггера он сработает от первого импульса, прошед 1

шего через элемент И 9), в результате чего н,а его выходе напряжение станулю.

нет ранным

В момент времени t на шину 14 приходит импульс Ид образцовой частоты, от которого счетчик 7 возвращается в исходное состояние, при котором на его выходе формируется пе- редзшй фронт выходного импульса. Передним фронтом с выхода счетчика 7 D-триггер 12 по С-входу переводится во второе устойчивое состояние, в результате чего на его выходе напряжение становится равным нулю, т.е. Urpia 0.

С выхода преобразователя 8 уровней напряжения на вход интегратора 3 подается напряжение отрицательной по

количество п поступивших на него импульсов.

Прерыватель i1 работает следующим

образом. При отсутствии сигнала управления на втором входе, на выходе инвертора 15 формируется высокий положительный потенциал, который через диод 19 поступает на неинвертирующий

вход операционного усилителя 16, в связи с чем на его выходе имеется положительное напряженке, которым диод 20 смещается в обратном направлении, поэтому входное напряжение,

поступающее на первый вход прерывателя цейиком поступает на выход прерывателя П, После того, как на второй вход прерывателя приходит импульс положительной полярности, то в тече

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с частотно-импульсным представлением сигналов. Цель изобретения - расширение области использования. Преобразователь содержит компараторы 1 и 2., интегратор 3, элемент И 9 и 1 -триггер 12. Введение счетчика 7, преобразователя 8 уровней напряжения, элемента И 10, прерывателя II и образование новых функциональных связей позволяет создать постоянный интервал времени между выходными импульсами при одновременной синхронизации фронтов выходного импульса с импульсами образцовой частоты. В описании приведен пример реализации прерывателя П. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

лярности, вследствие чего, начиная смо-20 ние длительности этого импульса на

выходе инвертора 5 напряжение близ ко к нулю, в связи с чем равно нулю напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 16, т,е, на

мента времени , напряжение на выходе интегратора убывает. Как только напряжение на выходе интегратора 3 станет меньше напряжения на шине А, компаратор 1 возвращается в состояни при котором напряжение на его выходе равно нулю, В момент времени tg напряжение на выходе интегратора становится меньше напряжения на инвертирующем входе компаратора 2, вследствие чего его выходное напряжение становится равным нулю, D-триггер 12 срабатывает на его выходе напряжение итр (2. скачком становится высоким.

в результате чего напряжение U

ИНГ 3

на

выходе интегратора 3 вновь начинает увеличиваться,

В момент времени t формируется задний фронт выходного импульса, а в момент времени t, формируется передний фронт последующего выходного импульс.а и т.д. Таким образом, длительность выходных импульсов пропорциональна (с точностью периода образцовой частоты) входному напряжению и всегда кратна периодам образцовой частоты, а фронты выходных импульсов совпадают по времени с временем поступления импульсов образцовой частоты ,

Интервал между зйдним фронтом предыдущего импульса и передним фронтом последующего выходного импульса можно сделать любым кратньш периодам образцовой частоты, для чего используют счетчик на заданное число импульсов, в котором его состояние изменяется только через заданное

ние длительности этого импульса на

выходе инвертора 5 напряжение близко к нулю, в связи с чем равно нулю напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 16, т,е, на

его выходе формируется нап ряжение отрицательной полярности, вследствие чего напряжение на выходе прерывателя понижается до напряжения на не- инвертирукщем входе операционного

усилителя 16, т,е, до величины, равной нулю.

Формула изобретения

,

35

1, Преобразователь напряжение - время, содержащий два компаратора, элемент И, D-триггер и интегратор, выход которого соединен с неинверти- рующимн входами компараторов, ин40 вертирующий вход первого компаратора соединен с шиной преобразуемого напряжения, инвертируюш 1Й вход второго компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого компарато g pa соединен с первым входом первого элемента И, отличающий ся тем, что, с целью расщирения области использования, в него введены второй элемент И, преобразователь уровней

CQ напряжения, прерыватель и счетчик, выход которого соединен с выходной шиной и С-входом D-триггера, D-вход которого соединен .с щиной высокого потенциала, а R-вход - с выходом

gg второго компаратора, выход первого компаратора соединен.с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с щиной образцовой частоты, а выход - с входом счетчч:-.

ка, выход D-TpHfrepa соединен с вторым входом второго элемента И и с входом преобразователя уровней, выход которого соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с входом ин- тегратора%

которого соединен с катодом первого диода, а через первый резистор - с шиной нулевого потенциала, анод первого диода соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с шиной управления, инвертирующий вход операционного усилителя через второй резистор соединен с входом прерывателя, выход операционного усилителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с выходной шиной и ии- вертируюпшм входом операционного усилителя.