Преобразователь напряжения-частота Советский патент 1979 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕГГИЕ-ЧАСТОТА

1

Преобразователь предназначен для использования в радиотехнических установках различного назначения, в частности в электроизмерительной и аналого-цифровой вычислительной технике.

Известен преобразователь напряжение-частота, содержащий интегратор, блок сравнения, и формирователь импульсов обратной связи,-вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход-бо входом интегратора 1 . Его недостатком является сравнительно низкая точность преобразования, которая сильно зависит от температурной и временной нестабильности аналоговых блоков.

Из известных преобразователей наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является преобразователь разнополярнах напряжений в частоту следования импульсов, содержащий интегратор, два блока сравнения и два формирователя импульсов обратной связи, входы которых соединены с выходами блоков сравнения, а выходы - со входом интегратора 2 ,

С помощью известного устройства трудно обеспечить высокую точность

2

преобразований напряжений малого уровня из-за наличия смещения нуля характеристики вход-выход, обусловленной .дрейфами нуля входящих в преобразователй узлов.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напрях ёние-частота, содержащий интегратор, к выходу которого подключены два блока сравнения, выходы последних через соответствующие формирователи импульсов обратной связи сое-,

S динены со входом усилителя интегратора, дополнительно введены двухпозиционный переключатель, четыре двухвходовые элемента И, два триггера, два суммирующих блока и преобразователь частота-код-частота. Вход интегратора соединен с двухпозиционного ключа, первый вход которого подключён к шине входного сигнала, второй вход - к общей шине,

5 а вход управления - к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнения и с первьлми

0 входами суммирующих блоков,и к прямому выходу первого триггера,первый вход KOTOpoifo соединен с шиной Пус и с первым входом преобразователя чЯЬтгбта -код-частота,первый выхбд ко рого подключен ко второму входу пер вого триггера,а второй и третий вхо соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И и с первым и вторым входами второго триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены со вторьом выходом преобразователя частота-код-частота, а выходы - с соот ветствующими вторыми входами блоков суммирования. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя,. Устройство содержит интегратор 1 два блока сравнения 2,3, два формир вателя импульсов обратной связи 4,5 двухпозиционный переключатель 6, четыре двухвходовые схемы, 7-10:, триг гер 11 знака, преобразователь 12 частота-код-частота, выполненный например, по схеме двоичного умножителя, основными, узлами которого являются счетчик и делитель частоты и два суммирующих блока 13 и 14. Выходы су,мми |ующих блоков являются выходами преобразователя Работа преобразователя происходит в двух режимах. В первом режиме происходит запоминание смещения нуля характеристики преобразователя и формирование соот ветствующего ему частотного эквивалента, во втором режиме преобразо вание входного напряжения и коррекция, характеристики преобразователем Частотный эквивалент fg , равный величине смещения нуля характеристи ки преобразователя, формируется из импульсов стабильной частоты FO « Первый режим начинается с момента подачи импульса Пуск на первый вход преобразователя код-частста-код и установки в,единичное состояние триггера,15. Появившийся на выходе триггера потенциал подается на вход управления двухпозиционного ключа 6 и первые входы элементов И 7 и 8, при этом происходит подключение входа интегратора 1 к общей шине и раз решение прохождения импульсов нулевой частоты fp через элементы И на входы триггера знака и второй и тре тий . входы преобразователя 12. Таким образом происходит формирование знака и модуля нулевого смещения в виде частоты fo Конец формирования временного интервала частотного эквивалента fo наступает в момент установки старшего разряда - делителя частоты преобразователя 12 в единичное состояние, импульс которого устанавливает триггер 15 в нулевое сГостояние, при этом под действием нулевого потенциала триггера происходит переключение входа интегратора 1с общей шины на шину входного сигнала и формируется запрет прохождения импульсов с выходов блоков сравнения 2,3 на второй и Третий входы счетчика преобразователя 12 с помощью элементов Н 7 и 8. В режиме преобразования и коррекции импульсы выходной частоты f преобразователя 12 частота-код-частота подаются с помощью триггера знака 11 и элементов И 9 и 10 на вход соответствующего суммирующего блока, причем если смещение нуля характеристики преобразования имеет положительный знак, то импульсы частоты fo подаются на вход суммирующего блока 14, и наоборот , в случае отрицательного знака смещения нуля, импульсы частоты fo подаются на суммирующий блок, 13. На суммирующих узлах происходит cyм иpoвaниe выходной частоты с частотой fo в случае несовпадения их знаков, в противном случае импульсы ,этих частот появляются на разных выходах преобразователя. Формула изобретения Преобразователь напряжение-частота, содержащий интегратор, к выходу которого подключены два блока сравнения,выходы которого через соответству,ющие- формирователи импульсов обратной связи соединены со входом усилителя интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены двухпозиционный переключатель, четыре двухвходовые элемента И, два триггера, два суммирующих блока и преобразователь частота-код-частота, причем вход интегратора соединен с выходом двухпозиционного-ключа, первый вход которого подключен к шине входного сигнала, второй входк общей шине, а вход .управления к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнения и с первыми входами суммирующих блоков , и к прямому выходу первого триггера, первый вход которого соединен с щиной Пуск и с первым входом преобразователя частота-код-частота, первый выход которого подключен ко второму входу первого триггера, а второй и третий входы срединены соответственно с выходами первого и Второго элементов И и с первым и вторым входами второго триггера, и инверсный выходы которого пс;|ключены к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены со вторым зыходом преобразователя частота-код-частота.

а выходы - с соответствующими вторыми входами блоков суммирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Цифроные элекгроиэмерителЬнЫё приборы. Под.рад, Иляндина В.М.

Г

Москва, Энергия, 1972, с,61-62, рис о 2-18,

а