ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H03M1/60 

Изобретение от-нооится к области преобразования постоянного напряжения в частоту еледоваяня импульсов и может быть использовано в измерительной и счетнорешающей тех-нике.

Известны .преобразователи «апряжения, содержащие иитефирующий конденсатор, соединенный одной обклад кой е эмиттером транзистара порогового устгройства, выполненного в виде блокинг-генератора, и с коллекторам транзистора входного reiHeipaTopa тока, база и эмиттер которого через резисторы соединены с общей шиной стабилизированного источника питания. ОБИ лмеют узкий диапазон преобразававия и недостаточную чувствительность.

В предлагаемом прео:бразователе содержится дополнительный стабилизираванный источник питания и дополнительный генератор тока, выполненный на Т|ранзисторе, правод MOiCTb KOiTOporo противополож па -проводимости трапз} стора входного генератора тока и база isOTOporo через резистор соединена с полюсом лопол-нителыного источника п-итания, а ко.члекTQp с упомЯ|Нутой обкладкой iiiiTcrpjipyionieго конденсатора.

На фиг. 1 представлена схема нредлагаемо о преобразователя; иа фиг. 2 - графики, поясняющие работу схемы.

устропстзо, которым, папри мер, может являться блокипг-генератор, состоящий из транзистора 3 с трансфор маторо.м 4, на.ко)1ител1зный конденсатор 5, резисторы 6-15, стабилитрон /6 и диод 17. Вход }8 преобразователя резистором 6 нодключен к эмиттеру транзистора /, коллектор которого .подключен к одной из обкладок конденсатора 5, к коллектору транз-истора 2 и эм;иттеру транзистора Вторичиая обмотка тра н сформа1Ч)ра 4 образует выход 19 преобразователя.

Преобразователь работает след Ю1цим образом.

Заря.д па копительного конденсатора 5 осуН1ествляется током, лрапорцг1.анальн1)1М нреооразуемому папряжению, подключаемому ко входу 18 п.реобразователя, а разря.д - током стабилизированного источника 20. Разряд пакоиительного конденсатора начинается в момент, когда напряжение па конденсаторе стано вится равн()1;М onoip-ному на1пряжгнию Uoni, подалному на баву пр-анзистора , от нсточ}1)1ка 21 делителем, состоящим из резисторов 12 и 13. Этот разря.д осуществляется через коллектор) ю-эмиттер1ны и переход транзистора ./ и протекает лавиноо.браэно в результате дейсгпия обратной трансформаторной связи между коллекторной цепью транз-нстора 3 н его базой.

иие на выходе 19 иреобразова-геля отс -тствует. Когда напряжение па кошдеисаторе 5 срав НЯется с опориым нагаряжанием Оои, на выходе 19 появится имлульс напряжения, зака-нчивающийся, как толь0 о напряжение на конденсаторе 5 ста|нет paiBHbiM опорному напряжению /7о112. Последнее образовано импульсом обратной СВЯЗИ iCO стаб;илиТ|ронОМ 16. Длительность выходных имиульсов постоянна и для предлагаемОго преобразоаателя состав;1яет одну мк/сек, а их частота- fnp зависит от величины ВХОДНОГО маиряжения.

При отсутствии смещения на базе транзисторов 1 VI 2 зона, в которой сохраняется линейная зависимость частоты выходных импульсов от величины преобразуемого напряжения, ограничена нелинейностыо входных и выходных характеристик транзистора 1. Начальный участок входных характеристик транзистора 1 существенно нелинеен и эмиттерный ток в этой зоне .мало изменяется с ростом напряжения t/лх (см. фиг. 2 а). Выходные характеристики транзистора 1 имеют конечный наклон (ом. фиг. 2 б).

Таким образом, ток эмиттера транзистора I при малых значеииях входного иапряжешия fyiix нелинейно защиоит от его величины. Коллекторный ток транзистора /, являющийся зарядным током накопительного К01нденсатора 5, оказывается не строго пропорциоиальмым току Э(Миттера и при Lii-(const несколько изменяется -в процессе заряда конденсатора 5 из-за изменения иаиряжения на HUM. В результате этого линейное преобразование становится -невозможным при малых значениях входных напряжений.

С целью расширения зоиы преобразования в стороиу малых входных напряжений начало входных характеристик транзистора / необходимо сместить в старому больщих напряжеНИИ La,. так, чтобы нелинейный участок этих характеристик не участвовал в форМ1ИроваН:ИИ эмиттерного тока транзистора /. Для этого на базу транзистора 1 подается отпирающее смещение 17ис и аключается рез1истор 7. Тогда при отсутствии входного напряжения транзистор 1 оказывается открытым и через его эмиттерно-коллакторный переход протекает ток /32 (см. фиг. 2), что П рИ водит к разряду накопительного конденсатора 5 током /i.-.. при t/ux 0, и следовательно, к формированию пороговым устройствам выходных им .пульсов с частотой /0. Теперь при подключении входного : апряжения начальный -;елИнейНЫЙ участок иходных ха-рактеристи к транзистора I не принимает участия в формировании частоты /и:- и чуБСпв1Ительность лраобразо1вателя возрастает.

Однако /импульсы с частотой /о увеличивают нелинейность преобразования. Для исключения их к точке соединения коллектора транзистора / и эмиттера транзистора 3 подключен коллектор транзистора 2, проводимость которого обрашна проводимости транзистора 1. Эмяттер транзистора 2 но;1ключеп к стабилйзированнаму источнику 20. В цепи коллектор.а транзистора 2 при fyux 0 устанавливают ток /к„ равный току /к., в цепи коллектора транзистора /. При этом через наколительный конденсатор при UT O протекает два разнЫХ и обратно направленных тока, что обеспечивает отсутствие выходных и-мпульсов с частотой /0.

Наличие тр-анзистара 2, кроме исключения импульсов начальной частоты, способствует улучшению самого процесса преобразования за счет частичной компенсации конечного наклона 1-;оллекторных хара1кте1ристик транзистора 1. Это позволяет нроизаводить разряд накопительного конденсатора 5 практически постоянным током, величина которого при С/.1)х CO/ISi в это,м случае мало зависит от напряжения на конденсаторе.

Б л а го дар я ди ф ф ер е н цн а л ыио м у вк л юч ен:и ю транзисторов / и 2 относительно накопительного конденсатора 5 существенно улучшается также температурная стабильность всего преобразователя.

Предмет и з о б р е т е н и я

Преобразователь напряжения, содержащий интегрирующий кандепсатор, соединенный одной обкладкой с эмиттером транз1истора порогового устройства, вьшолненного в ви-де блоки1нг-генератора, и с коллектором транзистора входного генератора тока, база и эмиттер ; оторого через резисторы соединены с об:дей шиной стабилизиров-анного источ1ника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования и увеличения чувств1ительности, он содержит донол пительный стабилизированный источник питавия и дополнительный генератор тока, выполненный па транзисторе, пр01водимость которого противоположна проводимости транзистора входного генератора тока и база которого через резистор соединена с полю-сом дополнительного источника питания, а коллектор - с упомянутой обкладкой интегрирующего конденсатора.

0 + 2С