Преобразователь частоты в напряжение Советский патент 1991 года по МПК H03M1/60 H03K9/06 

G&

О 00

го

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике, предназначено для преобразования частоты в напряжение и может быть использовано для построения измерителей частоты, для сопряжения с цифровой вычислительной машиной

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности преобразования

На фиг 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя с,

Преобразователь частоты в напряжение содержит формирователь 1, ключ 2, компаратор 3, дозирующий конденсатор 4, интегратор 5, фильтр 6, входную 7 и выходную 8 шины. Формирователь 1 содержит триггер 9 и элемент И-НЕ 10 Интегратор 5 содержит токозадаюцие элементы, выполненные на резисторах 11 и 12, накопительный элемент, выполненный на конденсаторе t3, ключевые элементы, выполненные на диодах 14 и 15, и операционный усилитель 16 о

Устройство работает следующим образом о

На входную шину 7 поступают прямоугольные импульсы преобразуемой частоты.Под воздействием уровня логического О триггер 9 устанавливается в 1, но на выходе элемента И-НЕ 10 поддерживается уровень логической 1, при этом ключ 2 замкнут на шину нулевого потенциала и конденсатор 4 разряжен При поступлении на входную шину 7 уровня логической 1 на выходе элемента И-НЕ 10 появляется уровень логического О, ключ 2 подключает конденсатор 4 к источнику положительного уровня напряжения и начинается заряд конденсатора 4 до уровня )„,. По достижении этого уровня выход компаратора 3 изменяет свое состояние, триггер 9 устанавливается в нулевое состояние на выходе элемента 10 появляется уровень логической 1, который подключает выход ключа 2 к шине нулевого потенциала, и конденсатор 4 начинает разряжаться на интегратор 5, на выходе которого формируется пилообразное напряжение. Фильтр 6 выделяет постоянную составляющую выходного сигнала интегратора 5, которая пропорциональна частоте входного сигнала.,

0

5

0

5

0

5

0

5

50

5

При практическом исполнении устройства на ключах типа 590КН2 с временем включения 0,3 мкс уменьшить время фронта возможно при параллельном включении транзисторного ключа, что также позволяет обеспечить малое остаточное напряжение

В устройстве нормирование величины заряда дозирующего конденсатора 4 осуществляется не по времени, а по уровню напряжения Uon, что упрощает регулировку величины заряда и обеспечивает более высокую точность и быстродействие.

Формула изобретения

1 о Преобразователь частоты в напряжение, содержащий фильтр, выход которого является выходной шиной, дозирующий элемент, выполненный на конденсаторе, первая обкладка которого подключена к выходу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, введены компаратор, интегратор и формирователь, первый вход которого является входной шиной, второй вход подключен к выходу компаратора, а выход - к управляющему входу ключа, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого является шиной опорного напряжения, вторая обкладка дозирующего конденсатора подключена к входу интегратора, выход которого подключен к входу фильтра, первый и второй аналоговые входы ключа являются шинами соответствующих потенциалов

2 Преобразователь по пс 1, отличающийся тем, что формирователь выполнен на триггере и элементе И-НЕ, выход которого является выходом формирователя, первый вход объединен с входом установки в 1 триггера и является первым входом формирователя, вторым входом которого является тактовьй вход триггера, информационный вход которого является шиной нулевого потенциала, а выход соединен с вторым входом элемента И-НЕ „

3 Преобразователь по п 1, отличающийся тем, что интегратор выполнен на операционном усилителе, двух ключевых элементах, выполценных на диодах, двух токозадающих элементах, выполненных на резисторах и накопительном элементе, выполненном на конденсаторе, первая обкладка которого объединена с первыми $ выводами первого и второго резисторов и подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является

шиной нулевого потенциала, а выход подключен к аноду .первого и катоду второго диодов, анод второго диода объединен с вторым выводом первого резистора и является входом интегратора, выходом которого являются объединенные вторая обкладка конденсатора, второй вывод второго резистора и катод первого диода

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике, предназначено для преобразования частоты в напряжение и может быть использовано для построения измерителей частоты для сопряжения с цифровой вычислительной машиной Цель изобретения - повышение быстродействия и точности преобразования Цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее дозирующий конденсатор 4, ключ 2, фильтр 6, введены формирователь 1, компаратор 3 и интегратор 5 Введенные блоки позволяют нормировать заряд дозирующего конденсатора 4 не по времени, а по уровню напряжения, а также регулировать величину заряда косвенно, меняя уровень опорного напряжения на компараторе 3, 2 ЗоП0 ф-лы, 2 ил„ а Э

2

3

4 5

/Л

v v

ф«г.г

Г

/1

t