Преобразователь напряжения во временной интервал Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ВО ВРЕМЕННОЙ Изобретение относится к электроизме рительной технике и может быть примене но при построении цифровых измерительных устройств. По основному авт. св. № 8О1245 известен преофазователь напряжения во временной интервал, содержаший первый интегратор, первый вход которого соединен с источником преобразуемого напряжения, логический элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу перво го интегратора, а второй - к источнику тактовых импульсов, промежуточный усилитель, повторитель напряжении, выполненный на операционном усилителе,, к неинвертирующему входу которого подключе источник опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом первого интегратора и первым вхоцом второго интегратора, выход которого через нуль-орган и циоц соединен с вторым входом второго интегратора fi. ИНТЕРВАЛ Недостатком известного устройства является невозможность преобразования ;напряжения двух полярностей. Цель изобретения - преобразование напряжений разшых полярностей. Цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий первый интегратор, первый вход которого соединен с источником преобразуемого напряжения, .логический элоулент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого интегратора, второй - к источнику Гактовых импульсов,.а выход через промежуточный усилитель соединен с входом повторителя напряжения, выполненного на операционном усилителе, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом первого интегратора и первым входом второго интегратора, выход которого через нуль-орган и диод соединен с вторьпл входом второго.интеграix pa, введен нормирукший преофазователь с коэффициентом п едачи - 1/3, 38 вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход к дополнительному входу второго интегратора, На фиг. t изображена функциональная электрическая схема преобразователя, на фиг. 2 -.временные диаграммы напряжений в различных точках схемы. Устройство содержит первый, интегратор I, выполненный на резисторе 2, конденсаторе 3 и операционном усилителе 4, выход последнего подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 5, выполненного на резисторах б и 7 и диодах 8 и 9. выход логического элемента ИЛИ 5 соединен с входом промежуточного усилителя 10, выполненного на транзисторе 11 и резисторе 12, Выход промежуточного усилителя 10 через диод 13 соединен с входом повторителя 14 напряжения, выполненного на- резисторе 15 и операционном усилителе 16, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения (ИОН)17. К выходу повторителя 14 напряжения подключен первый вход второго интегратора 18, выполненный на резисторах 19 и 20 конденсаторе 21 и операционном усилителе 22, к неинвертируюгцему вх оду ко- торого подключен выход нормирующего преобразователя 23 с коэффициентом передачи, равным - 1/3, выполненного на операционном усилителе 24. Вход преобразователя 23 подключен к источнику 17 опорного напряжения. К выходу интегратора 18 подключен вход нуль-органа 25, выполненного на операционном усилителе 26, выход которого через диод 27 подключен к второму вхрду интегратора 18. На временных диаграммах фиг. 2 пред стазвлены управляющие тактовые импульсы 28, преобразуемое напряжение 29, опорное напряжение 30, напряжение на выходе первого интегратора 31-, напряже ние на выходе повторителя 32, напряжения на входе 33 и выходе 34 нуль-органа. Управление работой преобразователя осуществляется с помощью тактовых импульсов, имеющих в первый таит работы преобразователя уровень логическая 1, а во второй - О. В первый.такт под действием положительного тактового напряжения транзистор 11. открывается, в результате чего запирается диод 13. Во второй такт на вход промежуточного усилителя 10 поступает сигнал с выхода ин тегратора 1, под влиянием которого закрывается транзистор 11, отпирая диод 1 2 В момент -t интегратор 1 надодитя в исходном состоянии, диод 13 заперт напряжение на выходе повторителя 14 авно опорному напряжению UQ фиг. 2. Потому в интервале времени ( J ) на ькоде интегратора 1 есть результат инегрирования разности значений опорного преобразуемого напряжений. В момент -tg на вькоде интегратора Ju(2)--(Ux-Uo)где TJ - постоянная времени интегратора 1. В момент - „ открывается диод 13,в результате чего сигнал с выхода интегратора 1 поступает через промежуточный усилитель 19 на инвертирующий вход усилителя 16, который при этом представляет собой усилитель напряжения, и напряжение на его выходе скачком изменяется от значения (Jo До напряжения насыщения вход интегратора. в. интервале времени. ( -Ьп поступают напряжения Uv Ut-f- в момент -t-a достижения выходным напряжением интегратора 1 величины Ц,/ , где коэффициент усиления промежуточного усилителя, усилитель 16 выходит из насьпцения, в результате чего замыкается контур глубокой отрицательной обратной связи (ООС), охватывающий усилители 2 и 16, промежуточный усилитель 10 и логический элемент ИЛИ 5. Для преобразуемого напряжения замкнутый контур представляет собой апериодическое звено первого порядка с постоянной времени TT-j /К-;о К , где коэффициент усчпения усилителя 14. Так как ). значение постоянной времени мало, и напряжение на вькоде усилителя 16 после весьма короткого переходного процесса становится равным и 1( (-t ) и поддерживается на данном уровне до момента -Ьд , когда запирается диод 13. Площадь импульса за интервал (-Ьу-Ье) определяется величиной (-Ьэ-Ч о-J-U/C-t -t,). Не о 2 Напряжение, поступающее на вход интегратора 18 :в интервапе времени (Ьй.- t-f). равно Uo , в интервале ( -tg.)- и НС . и в интервале (i fc 5 ) - DX . Кроме того, на третий вход второго интегратора поступает напряжение (f / с нормирующего преобразователя. Инуагратор 18 до момента времени fcs. находится в исходном состоянии,

|при котором нулевое напряжение на его выходе поддерживается замкнутым контуром ООС, охватывающим через диод 27 усилители 22 и 26. В момент -Ь на вход интегратора 18 поступаетнапряжение и ц с. .в результате чего срабатывает нуль-орган 25, скачком изменяющий свое состояние. Диод 27 запирается, размыкая цепь ООС. Выходное напряжение интегратора 18 в момент -Ь достигает значения

() Uu|6 4 - /Vt3J- /t4-t.),

где V.a- постоянная времени интеграто ра 18,

В момент -t. начинается интегриро вание UQ , и в момент -bg достижения .выходным напряжением интегратора нулевого уровня срабатывает нуль-орган 25, скачком изменяющий свое состояние. Через диод 27 замыкается контур ООС,.

В момент tg напряжение на вьосодв интегратора 18 равно нулю. т.е.

и.

t2)-rr-(t4-ti)48

- / - - -/ - vvФункция преобразования имеет вид:

(,,

b5-t) 4 входном сигнале Оч равном нулю, выходной интервал равен 1/4 Т, при

Ux О интервал изменяется от 1/4 Т до 1/2Т, а при И у О - or О ао 1/4 Т.

Формула изобретения

Преобразователь нагфяжения во временной интервал по авт. св. № 801245 отличающийся тем, что, с целью преобразования напряжения разных полярностей, в него введен нормирующий преобразователь с коэффициентом передачи - 1/3, «ход Koroporffj подключен к источнику опорного на1фяжекня, а выходк дополнительному входу второго интегра тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свнцетельство СССР 30 № 801245, .ГЭ (прототип).

49

:

J