ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В ЧАСТОТУ Советский патент 1972 года по МПК H03M1/60 G01R19/252 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах, информационно-измерительных системах, системах централизо1ванного контроля и регулирования электрических величин, телеметрии и т. д.

Известен преобразователь тока в частоту, содержащий параллельно соединенные интегрирующий конденсатор, ключ и устройство сра:внен,ия напряжений, один из входов которого .подключен к точке соединения интегрирующего конденсатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключа.

Недостаток известного преобразователя состоит в том, что в нем точность преобразования существенно зависит от точност1и выполнения составляющих его элементов.

Цель изобретения - повыщение точности преоб1разования без использования прецизионных элементов, расширение пределов изменения частоты, повыщение стабильности и надежности преобразователя.

Цель достигается тем, что предлагаемый преобразователь снабжен дополнительным конденсатором, дополнительным ключом и устройством управления им, например дифференцирующим усилителем. Дополнительный конденсатор включен параллельно источ)П1ку преобразуемого тока, вход устройства управления дополнительным ключом включен параллельно интегрирующему конденсатору, а выход соединен с управляющим входом дополнительного ключа, включенного между точкой соединения дополнительного конденсатора с выходом источника преобразуемого гока и точкой соединения входа устройства управления дополнительнылг ключом с интегрирующим конденсатором.

Схема предлагаемого преобразователя изображена на чертеже.

Интегрирующий конденсатор 1 защунтирован ключом 2, управляющий вход которого соединен с выходом устройства 3 сравнения напряжений источаика опорного напряжешия 4 и интегрирующего конденсатора /. Вход устройства 5 управления доиолнительным ключом 6 включен параллельно интегрирующему конденсатору /, а выход соединен с управляющим входом дополнительного ключа 5, включенного между точкой соединения дополнительного конденсатора 7 с выходом источника 5 преобразуемого тока и точкой соединения входа устройства 5 управления дополнительным ключом 6 с интегрирующим конденсатором /. Дополнительный конденсатор 7 включен параллельно нсточшику 8 преобразуемого тока. управляемого ключа 6 соответствует заряду, а разомкнутое состояние - разряду интегрирующего конденсатора /. При заряде интегрирующего конденсатора / ключ 2 разомкнут. В момент, когда напряжение на ннтетр нру1ощем конденсаторе / становится равным напряжению нсточеика опорного на пряження 4, устройство 3 сравнения замыкает ключ 2 и начинается разряд 1тнтегрирующего конденсатора /. По акончанин разряда интегрирующего конденсатора устройство 3 сравнения размыкает ключ 2 ;и начинается новый цикл заряда интегрИруЕощего конденсатора. Знак скорости -тт «з.менення напряжения на ннтегрируюпдем конденсаторе / определяет нолярность выходного напряжения дифференцлрующего усилителя 5. Рсли скорость изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе больше или 1 п равна нулю --тг - что соответствует времен-и заряда интегрирующего конденсатора, то выходное напряжение дифференцирующего усилителя 5 меньще нуля или равно «улю; при этом дополнительный управляемый ключ 6 замыкается и источник 8 преобразуемого входного тока подключается к интегрирующему конденсатору / Если скорость изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе меньше нуля 1 -п ( -77 и I, что соответствует времени .ра13ряда интегрирующего конденсатора, то В1э1ходное напряжение дифференцирующего усил-ителя 5 меньще нуля; при этом дополнительный ключ 6 размыкается и источник 8 преобразуемого входного тока отключается от интегрирующего конденсатора. Количество электричества, поступающее от источника 8 преобразуемого (входного тока за время разряда интегрирующего конденсатора /, накапливается в дополнительном ко.нденсаторе 7. Во время последуюпдто заряда ,);ттегрирующего конденсатора накопленное дополнительным конденсатором количество электричества складывается арифметически с количеством электричества, накапливаемым (Интегрирующим конденсатором / от источника 8 преобразуемого входного тока. В предлагаемом преобразователе устройство сравнен ия 3 срабатывает, если в интегрирующем конденсаторе / накоплено заданное количество электричества: ,(1) Количество электричества g складывается двух слагаемых: q--q, . g.-количество электричества, поступившее с входным током. qi -- f,y.,, /3); -величина входного преобраз емого тока, tj - время заряда интегрирующего конденсатора, q2 - количество электричества, возвращенное дополнительным конденсатором. Учитывая, что дополнительный конденсар 7 подключается к источнику 5 преобраемого входного тока на время разряда ингрируюш;его конденсатора, находят: д,-/в.,(4) е 4t р-время разряда интегрирующего нденсатора. Используя соотнощения (2), (3), (4). почаюта /вк(Д4 -- (Агр).f5) При заданном входном токе LK з устаноивщемся режиме в преобразователе имеет есто процесс автоколебан1ий с периодом выодных импульсов: Т М, -:- ДЛ„ е Т-период выходных и.мпульсов. С учетом выражения (6) выражение (5) риобретает вид: q- , ткуда с учетом выражения (1): Г г- -О- - . ВХ-ВХ Частота выходных импульсов: , 1 „ х Т С-и де / - частота выходных импульсов. Из выражения (9), описывающего статиескую характеристику предлагаемого преобазователя, следует, что указанная характеистика линейная во всем диапазоне преобазуемых входных токов.

ния напряжении, один из входов которого подключен к точке соединения интегрирующего кондексатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключа, отличающийся , что, с целью повышения точности и надежности, расширения пределов изменения частоты, преобразозатель содержит дополнительный конденсатор, дополнительный ключ и устройство управления

дополнительным ключом, например дифференцирующий усилитель, причем дополнительный конденсатор включен между входными клеммами преобразователя, к одной из которых подсоединен вход дополнительного ключа, eio второй вход соединен с выходом устройства управления дополнительным клюЧОМ, ,вход которого подключен к общей точке соеди иен и я и нтегр иру ющего конденсатор а, ключа и выхода дополнительного ключа.

ф7 5