Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1978 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям, может быть использовано в вольтметрах действующего значения.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор и переключатели ij. Его недостаток - низкая точность преобразования.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выход когторого соединен со входом блока сравнения, другой вход которого через электронный переключатель подсоединен, к источнику пороговых напряжений; выход блока сравнения подключен к управляющему входу электронного переключателя, причем один из входов интегратора через электронный переключатель подсоединен к -источнику образцовых напряжений 2.

Зависимость выходной частоты ., такого преобразователя от входного напряжения U определяется выражением:,.2 ..2 , о х

О

где UQ - величина образцового наппряжения;

Up - величина порогового напряжения;

V - постоянная времени интегратора.

Недостаток этого преобразователянизкая точность преобразования, обусловленная нестабильностью постоянной времени интегратора и .порогового напряжения.

0

Цель изобретения - повышение точ-. ности преобразования.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в преобразователь .напряжения в частоту, содержа5щий интегратор, один из входов которого подсоединенко входной шине, другой вход - через электронный переключатель к источнику образцового напряжения, а выход интегратора ко входу блока сравнения, введены селектор периода, триггер со счетным входом и генератор образцовой частоты, причем выход блока сравнения соединен с управляющим входом селек5тора периода, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора образцовой частоты, выход селектора периода соединен с управляющим входом интегратора непосредственно, а | с управляющим входом электронного переключатели - через триггер со счетным входом. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняюц ие работу устройства. Один из входов интегратора 1 подсоединен ко входной шине, другой через электронный переключатель 2 - к источнику 3 образцового напряжения, выход - ко входу блока 4 сравнения, выход которого подключен к управляющему входу селектора 5 перирда, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора 6 образцовой частоты. Выход селектора 5 периода соединен с управляющим входом интегратора 1 непосредственно, а с управляющим входом электронного переключателя 2 - через триггер 7 со счетным входом. На диаграммах на фиг. 2: а - входное напряжение U-x(t)i б - импульсы на выходе селектора периода; в - напряжение на входе блока сравнения; г - напряжение на втором входе интегратора. Работает преобразователь следующим образом. Пусть на его вход пода но положительное напряжение (J(-t), В момент времени t напряжение на выходе интегратора 1 достигает нуля что приводит к срабатыванию блока 4 сравнения. В результате этого на управляю1 ий вход интегратора поступает импульс длительностью переднему фронту которого интегратор изменяет направление интегрирования. В течение времени to напряже ние на выходе интегратора лир1ейно убывает со скоростью Uo-U, образцовое напряжение, причем/ UQ / Uyi; постоянная времени интег ратора. По окончании интервала времени to (в момент времени ) задний фронт имтгульса с селектора 5 перебр сывает триггер 7, который с помощью электронного переключателя 2 подклю чает ко второму входу интегратора положительное образцовое напряжение В результате этого выходное напряже ние интегратора линейно возрастает со скоростью . В момент време ни ifj оно достигает нуля, и срабаты вает блок 4 сравнения, а селектор периода выдает очередной импульс н управляющий вход интегратора 1, и последний по этому сигналу вновь изменит направление интегрирования В результате в течение времени б о выходное напряжение на интеграторе линейно убывает со скоростью Н.Ух По окончании интервала времени o (в момент времени t ) задний ронт импульса с селектора 5 перебраывает триггер 7, и электронный пееключатель 2 подключает отрицательое образцовое напряжение ко второму ходу интегратора, В результате апряжение на выходе интегратора лиейно возрастает со скоростью в момент времени tj достигает нуя, что вызывает срабатывание блока сравнения и очередное изменение аправления интегрирования. Далее икл работы повторяется. Работа преобразователя описываетя системой уравнений: и, и, и,-и, (T,-t) ..Ур-лУ.t - T2-t.) tr . о Решая эту систему относительно и имеем:711 + 7г i f Uoto iUoto и„-и, Uo-U Выходная частота f преобразоватея выразится как величина, обратная умг-ie Т и и|-и. f T.-tT г Из последней формулы видно,- что частота f, прямо пропорциональна квадрату напряжения 0) и зависит только от UQ и tg погрешности от нестабильности которых можно сделать весьма малыми. Данное устройство по сравнению с известными обеспечивает более высокую точность преобразования. Формула изобретения Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, один из входов которого подсоединен ко входной илине, другой вход - через электронный переключатель к источнику образцового напряжения, а выход интегратора - ко входу блока сравнения, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены селектор периода, триггер со счетным в содом и генератор образцовой частоты/ причем выход блока сравнения соединен с управляющим входом селектора периода, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора образцовой частоты, выход селектора периода соединен с управляющим входом интегратора непосредственно, а с управляющим входом электронного переключателя - через, триггер со счетным входом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 367389, кл. Q01 R 19/26, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР 323789, кл, G 01 R 19/26, 1972,

RP