Время-импульсный преобразователь напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/16 

(54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1 . . Изобретение относится к измеритель ной технике.. Известен времяимпульсный преобразователь напряжения, в состав которся о входят сравнивающее устройство (комнаратор), генератор линейного Меняющегос напряжения и временной селектор И . Для реализации этого устройства необхоюшо множество рациокомпонентов (транзисторов, резисторов, диодов). Кроме того, такие преобразователи отличают ся сложностью. Известен времяимпульсвый преобраз1 вате ль напряжения, содержащий оптрон с гистерезисным управляемым оптическим каналом 23 . Однако функциональные возможности устройства ограничены. Целью изобретения является расширение функционссльных возможностей за счет придания устройству функций изме рения производной напряжения. НАПРЯЖЕНИЯ Это достигается тем, что во времяимпульсный преобразователь напряжения, содержащий оптрон с управляемым оптическим каналом, фотоприемник которого через резистор соединен с общей шиной устройства, введены три дополнительных оптрона, формирователь импульсов, три дополнительных резистора и три конденсатора, 1фичем фотоприемннки дополни- . тельных оптронов через дополнительные . резистору соединены с общей шиной устройства, выход первого отггрона через конденсаторы соединен с излучателями первого и BTopwo дополнительных оптронов; а выход первого дополнительного отн трона через конденсатор соединен с излучателем третьего дополнительного оптрона и непосредственно через формирог- ватель н с его управляющим оптическим каналом. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства. 7 Устройство содержит оптроны 1,2, 3, 4, формирователь 5, резисторы 6, 7, 8,9, конденсаторы 10, 11, 12. Входное напряжение .)подают на управляемый оптический канал оптрона 1. Онтрон 1 формирует импульсы электрического напряжения (J , длительность которых пропорциональна напряжению ) . Эти импульсы следуют с.периодом TQ , определяемым час тотой f опорного напряжения, подаваемого На управляемый оптический канал оптрона 1. Импульсы Ц,, сйимаёмые с резистора 6 оптрона 1, поступают на ИСТОЧНИКИ излучегшя оптронов 2и 3. Каж дый из импульсов и поступающий на источник оптрона 2, излучающий в исходном состоянии, .запирает его. Поэтому световой поток излучаемый этим источником, будет иметь импулБсный характер (см. фиг. 2). На фиг. 2 . видно, что Т . Импульсы, света «Го падают на управляемь1й оптический канал оптрона 2. Одтако через канал проходят не все импульсы а только те, которые следуют в нечет ньЖ периоды. Это обеспечивается за счет того, что на управляемый оптический канал оптрона 2 поцается опорное напряжение с частотой (5/2 , при этом фаза; напряжения такова, что пребывания канала в состоянии Открыто совпадает с нечетными периодами следования импульсов X , а состояние Закрыто совпадает с четными периодами. Вследствие этого управляемый оптический канал оптрна 2 будет пропускать только импульсы нечетных периодов и Jjj (фиг. 2г). На фиг. 2Ь состояния О-псрыто и Закрыто оптического кана ла представлены соответственно незаштри хованными и заштрихованными участками Импульсы света СГ длитёлШб& Ш5 . попадают на фотоприемн1Ж оптрона 2, и на резистор 7 выделяется ш пульс электрического напряжения (J, той же .длительности t.j (.фиг. 2 д).. Этот импульс поступает на источник излучения оптрона 4 И формирователь 5 Шйпульсов. В исходном состоянии источник излучения генерирует свет, т.е. по источвику излу чения бптрон 4 ОТЙрйт, п управпяейЬму оптическому каналу 6t№p он закрыт. Импульс U2 закрывает излучатель и запускает формирователь 5, ко торый выдает на упра.в.тяемый оптический канал оптрона 4 элжтрйческпй импульс длительностью TQ , переводящий 04 на этб время управляемый оптический канал в состояние Открыто (фиг, 2 ж), Всдадствие этого управляемый оптический канал выделяет иа импульса Ь(фиг, 2е) импульс света J (фиг. 2з), длительность которого равна (V.-)-fi. Далее импульс х:вета J попадает на фотоприемшис оптрона 4 и на резне-торе9 выделяется электрический импульс.Ц, имеющий те же длительность (. (фиг. 2 и). На фиг. 2 видно, что импульс U4 будет задержан на. период То относительно импульса UQ длительностью fj , таким образом, на. выходе оптрона 4 имеются задержанные на, период То импульсы, формируемые оптроном 1 в нечетные периоды. Импульсы и, , формируемые оптроиом 1, попадают и на излучатель оптрона 3. Под воздействием этих импульсов излучатель генерирует импульсы света Jj (фиг. 2 к,) которые попадают на управляемый оптический канал. Управляемый оптический канал производит селекцию этих импульсов, пропуская на выход только импульсы света а, идущие в четные периоды (фиг. 2 и;. Эта селекция осуществляется благодаря тому, что на управляемый оптический канал оптрона 3, как и на канал оптрона 2, по- дается опорное нш1ряжение с частотой Однако идущее в противофазе с напрялсением на канале оптрона 2 оптическое со-1 стояние канала .оптрона 3 показано на фиг. 2 л. Далее импульсы Tj длительностью попадают на фотоприемник оптрона 3, и на резисторе 8 выделяется импульс электрического напряжения Uj той же длительности о (фиг. 2н). Таким образом, lia резисторе 8 выделяются импульсы четных периодов, а на резисторе 9 выделяются импульсы нечетйых периодов, причем эти импульсы совпадают во времени TQ. поскольку импульсы начетных периодов задерживаются на период. Рассмотрим, как будет изменяться на-г пряжение в точках ХУ, т.е. (см. фиг, 1) в диагонали моста, образованного фотогфиемщосами оптроиов 3,и 4 и соответствующими резисторами 8, 9. В исходном состоянии мост сбалансировании напряже1ше в его диагонали равно нулю. Если импульсы равны йо длительности, то напряжете в диагонале .моста не изменится так как будет равно нулю. Бели же эти импульсы имеют разную длительность, то в диагонали моста выделится импульс электрического напряжения длител ностью д1, равной разноста длитель ностей импульсов Uj и Ц четных и нечетны периодов, т.е. . 2 о). Полярность импульсов Uyy будет зависеть от TOfo, какие импульсыбудут более продолжительными, импульсы четных периодов или импульсы нечетных периодо т.е. от того, возрастающим или убывающим будет напряжение Uf,jj(), подаваемое на управляемый оптический канал оп трона 1. Импульсы являются выходными импульсами преобразователя. Длительность импульсов Uxy пропорциональна поризводной входного напряжения Ufjy(t) . Устройство имеет функции широтноимпульсного модулятора, временного селектора, устройства временной задержки и схемы вычитания импульсов. Времяимпульсный преобразователь напряжения превосходит известное устройство, 2 по своим функциональным возможностям, так как позволяет находить производную напряжения. Кроме того гфедложенный преобразователь прост по конструкции. Формула из об р е те н и я Времяимпульсный преобразователь напряжения, содержащий оптрон с упра&ляемым оптическим каналом, фотопрнемник которого через резистор соединен с общей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет придания устройству функпий измерения производной напряжения, в него введены три дополнительных оптрона, формирователь импульсов, три дополнительных резистора и три конденсатора, причем фотоприемники дополнительных оптронов через дополнительные резисторы соединены с общей шиной устройства, выход первого оптрона через конденсаторы соединен с излучателями первого и второго дополнительных оптронов, а выход первого дополнительного оптрона через конденсатор соединен с излучателем третьего дополнительного оптрона и непосредственно через формирователь с его управляющим оптическим каналом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения,- Энергия, 1975, с. 296. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2352516. кл. G 01 R 19/16, 1976 (прототип).