СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ МАЛОГО УРОВНЯ В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1971 года по МПК H03M1/52 H03M1/60 

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники.

Известен способ преобразования напряжения постоянного тока, в котором используется принцип интегрирования постоянного напряжения с применением дозированного эталонного разряда.

Этот способ требует применения высокостабильного интегратора, источника опорного напряжения и высококачественного узла сравнения напряжений. Все указанные блоки существенно влияют на точность измерения. Интегратор выполняется на основе операционного усилителя постоянного тока, при работе которого в области малых значений входной величины значительное влияние оказывает дрейф нуля. Это обстоятельство затрудняет цифровое измерение малых сигналов.

Известен также способ преобразования напряжения в частоту импульсов, в котором производится интегрирование постоянного напряжения с переменой направления интегрирования.

Способ также имеет ряд недостатков, основными из которых являются сложность реализации интегратора на постоянном токе, наличие двух стабильных уровней напряжения, необходимость двух сравнивающих устройств (или одного устройства с двумя режимами работы)..

Предлагается способ преобразования напряжений постоянного тока малых уровней в частоту следования импульсов, позволяющий значительно снизить требования к стабильности рабочих характеристик основных узлов преобразователя напрял-сепия в частоту и в связи с этим повысить точность преобразования при работе в диапазоне малых входных сигналов. Предлагаемый способ основан на предварительном преобразовании входного постоянного напряжения в переменное, с последующим интегрированием переменного напряжения, причем наличие строго дозированного разряда и заряд интегратора обеспечивают перемену

знака интегрирования в моменты равенства нулю интеграла от входного сигнала. Характерным для способа является синхронная работа модулирующего устройства с устройством, подающим дозированные заряды. Частота

переключений дозированных зарядов или частота модуляции и является выходной частотой. Предварительная синхронизированная модуляция входного сигнала позволяет проводить интегрирование по переменному току, что является значительно более простой задачей, чем интегрирование малых сигналов по постоянному току, т. е. можно исключить УПТ. Фиг. 1 поясняет предлагаемый способ. Здесь: а - преобразуемый сигнал; б - продулирующая) частота; г - модулированный сигнал; д - дозированные зарядные (разрядные) импульсы; е - характерные моменты времени работы преобразователя по описываемому способу. С момента времени /i до момента /2 интегрируется сумма напряжении модулированного входного (f/x) и дозированного (УО) папряжепий. Далее производится интегрирование лишь модулированного сигнала (действие дозированного заряда закончилось) до момента h. Если (длительность дозированного заряда), а 4-t T, то для этого интервала времени: (U,-U,,dL оо Это выражение мелено привести к виду: о - х X X о Как видно по фиг. 1, моменты равенства интеграла нулю являются моментами смены полуволн модулирующей частоты и моментами поочередного введения разнополярных импульсов стабильной вольтсекундной площади. На фиг. 2 представлена блок-схема, реализующая предлагаемый способ. Здесь: - модулятор; 2 - разделительный конденсатор; 3 - интегратор; 4 - нуль-орган; 5 - коммутирующее,устройство; 6 - формирователь дозированных зарядов. Входной сигнал ностунает на модулятор 1 и промодулированный через разделительный конденсатор 2 нодается на вход интегратора 3. Одновременно с изменением фазы промодулированного сигнала на вход интегратора с блока 6 поступает дозированный заряд стабильной вольтсекундной площади полярности, противополо/кной сигналу с модулятора. В момент равенства сигнала интегратора нулю нуль-орган 4 обрабатывает сигнал, меняющий фазу коммутирующего сигнала устройства 5, которое воздействует на модулятор 7 и одновременно на формирователь 6 дозированных зарядов. В результате на входе интегратора меняется полярность модулированного сигнала и д,озированного заряда. Далее нроцесс повторяется, только интегрирование ведется в другом направлении до момента равенства нулю сигнала с интегратора и т. д. Выходной частотой являются сигналы нуль-органа. Предмет изобретения Способ преобразования напряжения малого уровня в частоту следования импульсов, основанный на интегрировании с подключением дозированного эталонного заряда в моменты достижения проинтегрированным сигналом определенных уровней, отличающийся тем, что с целью повышения точности преобразования и упрощения схемной реализации, преобразуемый сигнал модулируют, интегрируют модулированный сигнал, онределяют моменты равенства интегрируемого сигнала нулю и в эти моменты изменяют фазу коммутирующего сигнала и одновременно формируют и подают на интегрирование имнульс стабильной вольтсекундной площади полярностью, противоположной полярности модулированного сигнала.

n

U2 I