Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

ческую цепь с двусторонней зоной нечувствительности подключена к входу интегратора, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно со вторыми входами первого и второго компараторов, между выходами ключей включен переменный резистор, средняя точка которого соединена с общей шиной.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя.

Устройство содержит входную шину 1, интегратор, выполненный на резисторе 2 и операционном усилителе 3 с емкостной обратной связью, компараторы 4, 5, первые входы которых подключены к выходу интегратора, источник положительного опорного напряжения 6, источник отрицательного опорного напряжения 7, ключи 8 и 9, выполненные на полевых транзисторах, последовательный резисторный делитель напряжения, включенный между выходами компараторов 4 и 5 и выполненный иа резисторах 10 и 11, нелинейную электрическую цепь с двусторонней зоной нечувствительности, выполненную на двуханодном стабилитроне 12, выходные шины 13 и 14, резисторы 15 и 16, переменный резистор 17. Вторые входы компараторов 4 и 5 подключены соответственно через резисторы 15 и 16 к источникам оиорного напряжения 6 и 7. Входы ©1ючей 8 и 9 подключены соответственно к вторым входам компараторов 4 и 5, а их выходы соединены неременным резистором 17, средний вывод которого соединен с обш,ей шиной. Управляющие входы ключей 8 и 9 подключены соответственно к выходам компараторов 4 и 5.

Преобразователь работает следующим образом. При отрицательном входном сигнале выходное напряжение компаратора 5 положительно. При отрицательном выходном напряжении компаратора 4 ключ 8 заперт, и ко второму входу комнаратора 4 приложено полол ительное опорное напряжение источника 6. Ключ 9 заперт. Напряжение на выходе 14 близко к нулю и не превышает порогового значения цепи 12. При достижении в процессе интегрирования выходным напряжением интегратора значения, равного опорному напряжению источника 6, выходное напряжение компаратора 4 становится положительным; при этом ключ 8 отпирается и блокирует опорное напряжение на инвертирующем входе компаратора 4, устанавливая его равным сумме падений напряжений на открытом ключе 8 и верхнем по схеме участке переменного резистора 17.

Напряжение на выходе 14 становится положительным и равным среднему арпфметическому значению напряжений ограничения по выходу компараторов 4 и 5. Его значение превышает пороговое иапряжение цепи 12, поэтому на вход интегратора через цеШ) 12 поступает положительиый ток, по

абсолютной величине значительно превышающий ток через резистор 2, пропорциональный входному напряжению преобразователя. Выходное напряжение интегратора быстро уменьщается до напряжения, равного сумме падений напряжений на открытом ключе 8 и участке резистора 17, после чего компаратор 4 вновь изменяет свое выходное состояние, напряжение на выходе 14

становится близким к нулю, выходное напряжение ннтегратора снова начинает увеличиваться, и преобразователь продолжает действовать указанным образом циклически далее.

Таким образом, при постоянном отрицательном входном нанряжении преобразователя на его выходе 13 имеют место положительные треугольные импульсы, задний фроит которых при надлежащем выборе

электрических характеристик элементов нреобразователя легко может быть получен настолько короче переднего фронта, что эти имиульсы можно использовать как ннлообразные, а на выходе 14 имеют место узкие

положительные прямоугольные имнульсы, амплитуда которых практически равна пороговому напряжению цени 12, а длительность постоянна (равна длительности заднего фронта треугольных импульсов на выходе-13) и не зависит от величины входного напряжения преобразователя.

При положительном входном сигнале устройство работает аналогично. При этом выходное напряжение компаратора 4 отрицательно, а выходное напряжение компаратора 5 периодически на короткое время переходит от положительного значения к отрицательиому; при этом на выходе 13 имеют место отрицательные пилообразные импульсы, частота следования которых пропорциональна абсолютной величине входного напряжения преобразователя, а на выхоле 14 - короткие отрицательные импульсы.

При изменении положения движка переменного резистора 17 коэффициент преобразования для одной из полярностей возрастает, для другой - снижается. При этом средний коэффициент преобразования для

обеих полярностей остается постоянным. Таким образом, оказывается возможным независимая регулировка коэффициента преобразования (например, иутем регулирования сопротивления резистора 2) и уравнивание коэффициентов преобразования для разных полярностей входного сигнала. Таким образом, включение между выходами ключей переменного резистора, средняя точj a которого соединена с общей шиной, позволяст упростить настройку преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выход которого

подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены через резисторы соответственно с источниками опорного напряжения полол ительной и отрицательной полярностей, а выходы соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, последовательный резисторный делитель напряжения, включенный между выходами компараторов, средняя точка которого через нелинейную электрическую цепь с двусторонней зоной нечувствительности подключена к входу интегратора, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно с вторыми входами первого и второго компараторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки преобразователя, между выходами ключей включен переменный резистор, средняя точка которого соединена с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США N° 3022469, кл. 332-14, 1963.

2.Авторское свидетельствоСССР № 512574, кл. Н ОЗК 13/20, 11.11.74 (прототип).