Преобразователь напряжения в периодСлЕдОВАНия иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

; 1 .

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в измерительных и вычислительных устройствах.

Известен преобразователь, содержащий интегратор, переключатель входных аналоговых сигналов, с помощью которых входное аналоговое напряжение подается на вход интегратора, к выходу которого подключены детекторы уровня.

Выходные сигналы детекторов урЬвня изменяют состояние переключающего двухстабильного блока, который управляет переключателями l

Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничения значения периода выходного сигнала, необходимость подавать на вход двухполярный сигнал и недостаточная точность преобразования вследствие применения ключей на входе преобразователя.

Наиболее близким к .предлагаемому является преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников положительного и отрицательного потенциала, а выход через интегратор соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя 2.

Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничения значения периода выходного сигнала, необходимого для компактности /точности и быстродействия последующих цифрювых устройств,обрабатывающих выходной сигнал.

Цель изобретения - обеспечение 15 ограничения значения периода выходного сигнала.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержа20; щия двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников положительного и отрицательного потенциала, а выход через интегратор йоединен с первыми 25 входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя, введены ключи, делтель напряжения и блок управления, 30 i первый и второй входы которого соединены с выходом первого и второго компараторов соответственно, а выходы подключены -к упраБляющим входам ключей, первый из которых включен между выходом источника положитель, ного потенциала и первым входом дел теля напряжения, меж,цу вторым входом которого и выходом источника отрицательного потенциала включен вторюй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющему входу двухполярного ключа и выходной шине пре.образователя,- а для получения значения периода .выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала через заданный уровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого ком паратора. На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя напряжения в период следования импульсов; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит интегратор 1, первый компаратор 2, второй компаратор 3, двухполярный ключ 4, источник 5 положительного потенциала, источник б отрицательного потенциала, блок 7 управления, первый ключ 8, второй ключ 9 и делитель 10 напряжения. Выход интегратора 1 соединен с первыми входами компараторов 2, 3, вход интегратора соединен с вы ходом двухполярного ключа 4, входы которого подключены к выходу источни ка 5 положительного потенциала и источника 6 отрицательного потенциала а управляющий вход - к выходу компаратора 3, второй вход первого компаратора 2 соединен с входной шиной преобразователя, В11гходы компараторов 2 и 3 подключены через блок 7 управления к управляющим входам первого 8 и второго 9 ключей, вход первого ключа В подключен к выходу источника 5 положительного потенциала, вход второго ключа 9 -г к выходу источника 6 отрицательного потенциала, выходы ключей подключены к входам делителя 10 1}апряжения, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора 3. Интегратор 1 осуществляет ин тегрирование двухпояярных импульсов прямоугольной формы стабильной ампли , формируемых с помсяцью двухполярного ключа 4,управляемого выходны сигналом JBToporo компаратора 3 с помся11ью источника 5 положите;9 ного потенциала и источника б отрицательного потенциала. Первый компаратор 2 осуществляет сравнение выход ного напряжения интегратора I треугольной формы и входного напряжения преобразователя и в момеитм равенства формирует сигнал, поступаю щий на вход блока 7 управления. Второй компаратор 3 осуществляет сравне ние выходного сигнала интегратора 1 с амплитудой прямоугольных импульсов, поступающих с выхода делителя 10 напряжения, и в моменты равенства формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 управления. Блок 7 управления формирует сигналы управления ключами 8 и 9 в зависимости от выходных сигналов компараторов, причем ключ 9, коммутирующий выходной сигнал источника 6 отрицательного потенциала открыт при наличии сигнала положительной полярности либо на выходе компаратора 2, либо на выходе компаратора 3, при зтом ключ 8, коммутирующий выходной сигнал источника 5 положительного потенциала закрыт. При наличии на обоих выходах компараторов 2 и 3 сигналов отрицательной полярности ключ 9 закрывается, а ключ 8 открывается. Делитель 10 напряжения обеспечивает формирование необходимого значения С1МПЛИТУДЫ импульсов опорного напряжения положительной и отрицательной полярности, поступающих на вход компаратора 3. На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы преобразователя, где . входное напряжение преобразователя;, иде.цух. выходное напряжение делителя 10 напряжения; UMHT. вЫх- выходное напряжение интегратора 1; . KoNvn-aRbnT выходные напряжения соответственно первого компаратора 2 и ВТОРОГО компаратора 3; . - уровень огранйчения напряжения; Т -;период выходного сигнала. Преобразователь работает следующим образом., . В одиниз моментов времени на , вход компаратора З-поступает положительное напряжение. При этом на вход интегратора 1 поступает с выхода двухполярного ключа 4 положительный перепад напряжения +Е, а на второй вход компаратора 3 - отрицательный J(jn. с выхода делителя 10 напряжения. - Интегратор интегрирует положительный перепад напряжения, в результате чего выходное напряжение интегратора иннт.вык. убывает по линейному закону, В момент равенства выходного напряжения интегратора Выч.инт. значению отрицательного напряжения на втором входе второго компаратора 3 -Uon. полярность выходного напряжения компаратора изменяется на противоположную, в результате чего изменяется полярность выходного напряжения и двухполярного ключа 4, а также выходного напряжения делителя 10 напряжения, а амплитуда становится равной Uj,t-p. Вследствие того, что цепь, соединяющая выход делителя 10 напряжения и второй вход второго компаратора 3, является цепью положительной обратной связи, компаратор 3 остается в этом положении, а интегратор I интегрирует отрицательный перепад напряжения -Е. Выходное напряжение интегратора при этом линейно возрастает. Если значение входного напряжения преобразователя U. меньше значения Uopr. (Фиг. 2, временные диаграммы, соответствующие . %t. .г выходное напряжение интегратора достигает раньше значения ивх.. Uorp. При этом пер вый компаратор 2 формирует сигнал UKOMfl.-iвых.,воздействующий на ключи 8, 9 через блок 7 управления таким образом, что полярность выходного сигнала делителя 10 напряжения становится отрицательной, а амплитуда равной Don. В результате этого поляр .ность выходного сигнала второго ком паратора изменяется с отрицательной на положительную,второй компаратор остается в этом положении благодаря наличию положительной об-ратной связи, а процесс колебаний повторяется. На выходе интегратора 1 образуются колебания треугольной формы, период колебаний которых про :Порционален входному напряжению Ugx. На выходе второго компаратора 3 образуются импульсы прямоугольной формы с периодом следования, пропорциональным входному напряжению Hgjj.. Если входное напряжение И. превышает значение U0pp. (фиг. 2, ВР i меиная диаграмма, соответствующая UB) ° интегрировании от рицатёльного перепада входное напря i Жёние интегратора достигнет раньше значения Uorp-/ чем UBX. В момент равенства .вых. оФ- срабатывает ; второй компаратор 3, полярность вы; ходного сигнала компаратора изменяется с отрицательной на положительную и компаратор 3 остается в этом положении благодаря наьйичию положительной обратной связи. Процесс колебаний повторяется. На выходе второго компаратора 3 .образуются liM пульсы прямоугольной формы, период следования которых стабилен,равен Т(,гр, и не зав;исит от входного напря жения Uj.. На выходе первого компаратора 2 импульсный сигнал отсутствует, и компаратор не участвует в процессе крлебаний. При необходимости получения на выходе преобразо вателя определенного стабильного зн чения периоде колебаний при дЬстиже ии ограничения к выходной шине реобразователя подключается выход торого компаратора 3, При необходиости получения на выходе преобраователя значения периода колебаний, авного бесконечности , к выходной ине преобразователя подключается ыход первого компаратора 2. Формула изобретения 1. Преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников положительного и отрицатёльного потенциала, а выход через интегратор соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя, отличающийся тем, что, с целью ограничения значения периода выходного сигнала, в него введены ключи, делитель напряжения и блок управления, первый и второй входы которого соединены с выходом первого и второго компараторов соответственно, а выходы подключены к управляющим входам ключей, первый из включен между выходом ирточника положительного потенциала и первш входом делителя напряжения, между вторым входом которого и выходом источника отрицательного потенциала включен второй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющему входу двухполярного к.пюча и выходной шине преобразователя. 2. Преобразователь по п. 1, от личающийся тем, что, с целью по.11учения значения периода выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала . через заданный уровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого компаратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Заявка Японии 48-20253, л. Н 03 К 13/20, 1973. 2. Заявка Японии 49-2505, кл. Н 03 К 7/06, 1974 (прототип).

Вход