ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к электроизмернтелв ной. технике и может найти применение при построещш аналого-цифровых преобразователей, использующих промежуточное преобразо.вшше входного сигнала в частоту следования импульсов, а также при построении различньос частотно-цифровых измерительных приборов. Известен преобразователь напряжения в частоту шстегрирующегр типа, в котором изменение направления интегрирования осуществляется путем изменения коэффициента передачи преобразуемого напряжения, подключаемого одновременно к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя, вхо дящего BV состав интегратора 11. Недостатком устройства является его сложность. Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, вьшолненный на операционном усшштеле с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и метровым резистором, включенным между входной шиной преобразователя в инвертирующим входом операционного усилителя, ключ, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шнной, делитель налря ения, вход которого подключен к входной шнне преобразователя, а выход - к неинвертирующему входу операционного усилителя, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к управляющему входу ключа, и второй резистор 2J. Недостатком преобразователя является скачкообразное изменение входного сопротивления при открытнн и закрытии ключа, что представляет повьпиенные требования к величине внутреннего сопротнвлення источника вход-ного сигнала, а при наличии реаюпшньсх параметров, например- фильтра кли линя свя- зн между входным источником и входом преобразователя, приводит к дополнительней погрешности преобразователя. Цель изобретения - повьпиенне стабшпности входного сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе напряжения в частоту, содержащем интегратор, выполненный 38 на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и первым резистором, включенным между входной шиной преобразователя и инвертирующим входом операционного усилителя, ключ, вклюценный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей иошой, делитель напряжения, вход которого подключен к вход ной шине преобразователя, а выход - к неинвертирующему входу операционного усилителя, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к управляющему входу ключа, второй резистор включен последовательно с ключом. На чертеже приведен преобразователь, функциональная электрическая схема. Устройство содержит резисторы 1 и 2, соединенные с входной шиной, резистор 3, образующий с резистором 2 усилитель напряжения,резистор 4, соединенный последовательно с ключом 5, конденсатор 6 и операционный усилитель 7, образующие с резистором 1 интегратор, пороговый элемент 8, вход которого подключен к выходу усилителя 7, а выход - к управляющему входу ключа 5. Пороговый элемент 8 имеет два порога срабатывания и выполнен на операционном усили-. теле 9 с целью положительной обратной связи на резисторах 10 и 11. Преобразователь работает следующим образом. При разомкнутом состоянии ключа 5 к резистору 1 приложена часть входного напряжения, равная единице минус коэффициент передачи делителя на резисторах 2, 3, так как, ввиду большой величины козффициенга усиления усилителя 7, напряжения на его вхо дах можно принять равными. Напряжение на выходе усилителя 7 изменяется его скоростью пропорциональной входному напряжению, в результате заряда конденсатора 6 током, протекаюцдам через резистор 1. По достижении выходным напряжением уси лителя 7 порога срабатьшания элемента 8 последний срабатывает, вызьшая открытие кшо.ча 5. При этом через резистор 4 протекает ток, пропорциональный входному сигналу, величина которого должна быть больше тока резистора 1. За счет этого ток, протекающий через конденсатор 6, меняет знак, в результате чего напряжение на выходе усилителя 7 изменяется в противоположном направлении. По остижении второго hopora срабатывания элемента 8 последний изменяет состояние на проивоположное, ключ 5 запирается и весь проесс повторяется. Ввиду того, что токи перезаряда конденсаора 6 в обоих направлениях пропорциональны ходному напряжению, функция преобразования стройства линейна. Включение последовательно с ключом 5 реистора 4 приводит к тому, что при отпираии ключа 5 вследствие равенства потенциалов а входах усилителя 7 ток через резистор 1 е изменяется, в результате чего входное соротивление преобразователя при обоих полоениях ключа 5 одно и то же, т.е. достигаетя стабилизация входного сопротивления. Формула изобретения Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и первым резистором, включенным между входной шиной преобразователя и инвертирующим входом операционного усилителя, ключ, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной, делитель напряжения, вход которого подключен к входной шине преобразователя, а выход - к неинвертирующему входу onepaiwoHHoro усилителя, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к управляющему входу ключа, и второй резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности входного сопротивления, второй резистор включен последовательно с ключом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторсжое свидетельство СССР № 417731, кл. Н 03 К 13/20, 1973. 2.Глазов М. Н. и Иванцов Л. Ф. Линейный преобразователь напряжение-частота, - Приборы и техника эксперимента, 1979, № 1, с. 143-144 (прототип).