Частотный преобразователь сигналов Советский патент 1975 года по МПК H03K13/20 

плдающее п;1лообразмое напряже,ние (фиг.

2,fi), ,ст}шающее на CVIIIH :;з зходоз амплитудного компаратора 5, на другой вход которого подается кулезой потенциал. По достижеии; нулевого пилообразного на;иряжения на выходе амплитудного компаратора формируется отрицательный ;М1пульс, запускающий формирователь 6 разрядных импульсо|3. Форм грозатель выдает разр.ядный Мпульс отрицательной поляркости (фнг. 2,6), поступаю Дий на разряд интегратора / через резистор

3,при этом на выходе интегратора формируется Нарастающее пплоэбоазное иаиряжение.

Одновременно разрядный илгпульс отрицательной полярности поступает на вход ключевого уснлителя 24, выход которого соединен с гаитаюи ей диагональю тепзомо.ста 28 (фиг. 2, в). С измерительной диагонали теизомоста снимаются прямоугольные импульсы, амилитуда которых отюеделяется величиной разбаланса тензомоста, а фаза о,пределяется зна-хом разбаланса тензомоста. Эти импульсы через развязывающий трансформатор 29 поступают на :вход масштабного усилителя 30. Коэффициент усиления опоеделяется соотношением резисторов 5/ и 32, а прп помощи потенциометра 33 на выходе масштабного усилителя устанавливается положительное начальное наиряжение, кроме того, на его вы.ходе возникают и:мпульсы с меняющейся постоянной составляющей (фиг. 2, г). С делью привязки этих им,пульсов к нулевому потенциалу они поступают на вход фиксатаоа 34 постоянного уровня, на которого для синхронизации поступают импульсы ф)ормирователя 6.

На выходе фиксатора постояг-июго уровня возникают -импульсы, привязанные к нулевому потенциалу (фиг. 2, с), в результате чего исключается ощиб:ка преобразОВателя от дрейфа усилителя и от низкочастотных наводок на соединительные провода тензодатчика.

С выхода фиксатора 34 постоянного уровня им1пульсы .поступают на вход 23 управления длительностью 1 м1пульса формирователя 6. Под действИем этих ИМИУЛЬСОВ длительHOicTb разрядных имп)льсов регулируется по закону

t

+

где го - начальная длительность имлульса

при Ux 0;

UH - начальное значение регулирующего иа«ряжения; и - амплитуда импульса с теизомоста 28;

К - коэффициент усиления усилителя 24.

Частота иреобразозателя определяется выражелием:

- t,

4

заряда

постоянная времени И:нтеграто|ра /;

- постоянная врс

разряда

интегратора;

Uo - амплитуда разрядного (Пульса,

или

(У.4 - E.V

f .V -- а

и,

Таким образом, частота преобразователя ;рямо лрояорциопальиа величине разбаланса мо-ста S.T, т. е. измеряе.мому параметру.

Скважность импульсов преобразователя и, следовательно, им:пульсов питания тензодатчика прп измеиен.ии частоты остается неизменной. Благодаря этому средняя .мощность, рассеиваемая на тензодатчике, ССтается неизменной.

Формирователь 6 разрядных пмлульсов и фиксатор 34 1ПОСТОЯНИОГО уровня работают следующим образом.

Фор.мпрователь разрядных .имиульсов представляет собой автоколебательный мультивибратор на транзисторах 7 и 8, который при помощи транзистора 9 и схе.мы совладения на диодах 12 и 13 поддерживается в заторможенном режиме (транзистор 7 открыт, транзистор 8 закрыт). На выходе амплитудного компаратора 5 поддержф вается положительный потенциал, в результате чего через резистор 14 иротекает то:к, открывающий транзистор 9, который, в свою очередь, поддерживает закрытое состоялие транзистора 8.

При кратковремелном срабатывании амплитудного комгпаратора 5 транзпстор 9 закрывается, и мультивибратор переходит з

Другое состояние (транзистор 7 закрыт, транзистор 8 открыт). Конденсатор 22 начинает перезаряжаться лостоянным током эмиттерного Повторителя иа транзисторе 10. Величина этого тока и, следовательно, длительность

имт ульса мультивибратора регулируется напряжепием базы транзистора 10.

После разряда конденсатора 22 до кулевого напряжения тра.нзистср 7 открывается, .мультивибратор лереходит в первоначальное

состояние и удерживается в этом состоянии до следующего срабатывания ам1плитудного комиаратора 5. Отрицательный им.пульс с коллектора транзистора // через резистор 26 поступает на базу транзистора 25 ключевого

усилителя 24 и открывает его. К питающей диагонали тензомоста 28 прикладывается импульс ам;плитудой Eg. С измерительной диатопали теизомоста снимаются импульсы с амплитудой, прогюрциональной величине разбаланса, поступающие на вход масштабного уеил.ителя 30. С его выхода импульсы поступают на вход фиксатора 34 постоянного уровня на транзисторе 35. В паузах между импульсами тра.нзистор 35 открыт положительным Напряжением, поступающ1гм через резистор 37. При этом потенциал базы транзистора 10 фиксируется на уровне нулевого наифяжения, а конденсатор 39 заряжается положительным напряжением выхода усилителя 30 и запоминает его.

В момент, когда на базу транзистора 55 через резисто)р 35 приходит отрицательный импульс, он закрывается, и импульс с выхода масштабного усилителя 30 поступает на базу транзистора 10. Пр;и этом постоянная составляющая напряжения с выхода масштабного усилителя ко,мпенсируется таким же напряжением на конденсаторе 39. Поэтому на базу транзистора 10 поступают импульсы, привязанные к нулевому потенциалу (фиг. 2, (5). Это приводит к устранению ошлбки преобразователя от Д|рейфа масштабного усилителя 30 и наводки на соеаинительяые провода тензодатчика при условии, что их изменение за время длительности нм.пульса много меньше алшлитуды полезного сигнала. Импульсы с выхода фиксатора S4 постоянного уровня поступают на базу транзистора 10, предстазляюш,его собой эмиттерный повторитель. Изменение напряжения на его базе меняет величину тока перезаряда конденсатора 22 и, следовательно, длительность имлульса на выходе формирователя 6.

Предмет изобретения

Частотный 1преоб|разозатель сигналов, например, с тензомостав, содержащий последовательно соединенные интегратор, компаратор и формирователь разрядных импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности преобразования,

в .нем выход формирователя раЗ|рядных имлульсов, управляемого по длительности формируемых импульсов, подключен к входу ключевого усилителя, включенного в одну диагональ тензомоста, другая диагональ которого через трансформатор, масштабный усилитель и фиксатор постоянного уровня подключена к управляющему входу формирователя разрядных имлульсов.

ir..,j U

Гп

г-i;-;

лучл.

IT

Uo

.

ПТПГ

i

тгтпг

Фиъ. 2