Преобразователь частоты в напряжение Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям частоты Б напряжение, и может быть использовано для преобразования частоты в аналоговый сигнал, в частности для преобразования выходных сигналов частотных датчиков, применяемых в автоматизированном электроприводе.

Известен преобразователь частоты в напряжение, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен с инвертирующим входом через первый диод и параллельную R С-цепь, последовательно соединенную ее вторым диодом, и первый конденсатор, включенный между входной шиной преобразователя и инвертирующим входом операционного усилителя, содержащий также цепь, сосл-ошцую из резистора и второго конденсатора, резистор которой соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, и конденсатор с общей шиной преобразователя, точка соединения резистора и второго конденсатора подключена к выходу

разрядного устройства, вход которого соединен с входной шиной преобразователя, и через третий диод к выходу операционного усилителя 13 .

Недостатком известного преобразователя является пониженная линейность преобразования, которая обусловлена неравенствами токов, протекающих через второй и третий диоды.

Цель изобретения - повышение линей10ности преобразования.

Поставленная цепь достигается тем, что Б преобразователь частоты в нахтряжение, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого со&15динен с входной шиной через первый конденсатор, с выходом операционного уси-. лителя через диод и с общей шиной чо- рез последовательно соединенные резистор и второй конденсатор, точка соединения

20 которых подключена к вьтходной шине, параллельную R С-цепь, соединенную первым выводом с инвертируюгшпл входом операционного усилителя, введены первый

транзнстч р, эмиттер которого подключен ко второму выводу параллельной R С-цепн, а коллектор - к вььходной шине, и второй транзистор, эмиттер которого подключен к коллектору первого транзистора, причем базы первого и второго транзисторов подключены к выходу операциогшого устшителя.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя частоты в напряжение.

Преобразователь содержит конденсатор 1, подключенный к инвертирующему входу операционного усилителя 2. Инвертирующий вход и выход операционного усилите- ля 2 соединены через диод 3. К выходу уС1етйтеля 2 подключены базы транзисторов 4 и 5, эмиттер транзистора 4 сое- Д1шен с одн1гм из выводов параллельной R С-uemi, образованной резистором 6 и конденсатором 7, второй вывод парал лельной р С-цепи соединен с инвертирующим входом усилителя 2, Иггоертирующий вход усилителя соед1шон с выходной шиной преобразователя через резистор 8. Коллектор транзистора 4 соеди ген с эмиттepo f транзистора 5, с выходной итной преобразователя и с одним из выводов конденсатора 9, второй вывод которого соединен с обшей шиной. Коллектор транзистора 5 .соединен с источ7-сиком питания.

Преобразователь работает следуюишм образом.

Входные прямоугчэттлные имнульсы с посто5тной а Ггтитудой через конденсатор 1 поступакгг на швертирутощий вход one- рационного усютитрля 2. Во время отрицательного фронта ВХОШ1ОГО импульса открыты транзисторы 4 и 5, через которые заряжаются соответственно конденсаторы 7 и 9, в то время как диод 3 образует необходимую цепь для перезаряда конденсатора 1 во время положительного фронт имнушасов. Поскольку сигнал проходит через операционный усилитель 2, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, конденсаторы 7 и 9 с нри- ходом очередного импульса подзгфяжают- ся на одну и ту же велич шу, а конденсатор 1 по окончании импульса разряжается до 1туля. В паузе между импульсами конденсатор 3 разряжается на резистор 6 с малой постоянной времени, а конден сатор 9 разряжается на резистор 8 с боя1: шай постоянной времени, поэтому к моменту прихода очередного импульса напряжение на эмиттере транзистора 4 оказьтается меньше, чем на эммитере транзистора 5, в результате в момент прихода очередного импульса в начале открывается транзистор 4 и конденсатор 9 разряжается на конденсатор 7. После выравнивания напряжений на конденсаторах 7 и 9 открывается транзистор 5 и конденсаторы 7 и 9 заряжаются до одной и той же величины напряжения.

Предлагаемое построение схемы исключает перегрузку операционного усилителя при разряде конденсатора 9, что уменьшает нелинейность характеристики преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь частоты в напряжение, содержащий операционный усилитель, тгвертируюший вход которого соединен с входной шиной через первый конденсатор, с выходом операционного усилителя через диод и с общей шиной через посл довательно соединенные резистор и второ конденсатор, точка соединения которых подключена к выходной шине, параллельную S С-цепь, соединенную перрым выводом с инвертирующим входом операциОННО1-О усилителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения линейности нраобразования, в него введены первый транзистор, эмиттер которого подключен ко второму выводу параллельн R С-цепи, а коллектор - к выходной шине, и второй транзистор, эмиттер которого подключен к коллектору первого транзистора, причем базы первого и второго транзисторов подключены к выходу one- рацион юго усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N9 773925, 1Ш. Н 03 К 9/06, 22.03,79 (npOTOTim).