Преобразователь напряжения во временной интервал Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ВО ВРЕГ€ННОЙ ИНТЕРВАЛ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено при построении цифровых измерительных устройств.

Известен преобразователь напряжения во временной интервал, содержащий интегратор, нуль-орган н устройство возврата интегратора к начальному состоянию 1}.

Недостатками известного устройства являются пониженные надежность и быстродействие преобразования.

Последний недостаток исключается в преобразователе напряжения во временной интервал, содержащем первый о Черационный усилитель, к выходу которого подключен первый выход резистора, повторитель напряжения, выполненный на втором операционном ух:илителе, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, а к инвертирующему входу - катод первого диода, логичес .кий элемент, вход которого соединен

С источником тактового напряжения, интегратор , первый вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, нуль-орган, выход которого через второй диод соединен с вторым входом второго интегратораГ23.

Недостатками данного преобразователя являются органичение диапазона преобразуемого напряжения величиной, равной половине значения опорtoного напряжения, а также пониженная надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона,

Поставленная цель, достигается тем,

IS что в преобразователь напряжения во, временной интервал, содержащий первый операционный усилитель, к выходу которого подключен первый вывод резистора,повторитель напряжения, вы20полненный, на втором операционном усилителе, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорноного напряжения, а к Инвертирующему

входу - катод первого диода, логический элемент, вход которого соединен с источником тактового напряжения, интегратор, первый вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, нуль-орган, выход которого через второй диод соединен с вторым входом интегратора, -инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с источником преобразуемого напряжения, неинвертирующий вход - с выходом повторителя напряжения, а второй выход резистора соединен с анодом первого диода и выходом логического элемента.

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 -временные диаграммы напряжений в различных точках схемы.

Устройство содержит первый операционный усилитель I, выход которого через резистор 2 соединен с выходом логического элемента 3, выход логического элемента 3 соединен через диод с входом повторителя 5 напряжения, выполненный на операционном усилителе 6 и резисторе 7. К неинвертирующему входу операционного усилителя 6 присоединен источник опорного напряжения 8, а к выходу подключен первый вход интегратора 9, выполненного на резисторе 10, операционном усилителе 11, конденсаторе 12 и резисторе 13. К выходу интегратора 9 подклочен выход нуль-оргайа t, выполненного на операционном усилителе Т5, выход которого через диод 16 подключен к второму входу интегратора 9.

Для управления работой логического элемента с источника тактового напряжения поступают управляющие импульсы, причем длительность паузы (уровень логического 0) и длиteльнocть импульса (уровень логической 1) равны. В первый такт работы под действием управляющего импульса потенциал на выходе логического элемента равен нулю (точнее открытого транзистора) Это приводит к запиранию диода Ц. При этом выходное напряжение повторителя 5 напряжения равно опорному напряжению VQ. Во втором такте при отсутствии управляющего импульса выходной транзистор логического элемента 3 запирается и под действием напряжения с выхода первого операционного усилителя отпирается диод Ц, что приводит к замыканию контура глубокой отрицательной обратной связи (ООС), охватывающей элементы 1 и 2 и представляющий собой в идеальном случае безынерционное звено. В результате напряжение на выходе повторителя 5 напряжения становится равным fy и поддерживается на данном

уровне до момента прихода следующего управляющего импульса на вход логического элемента.

Интегратор 9 на интервале време- , ни, предшествующему моменту 1п(фиг.2),

находится в исходном состоянии, .при котором на его выходе поддерживается равное НУЛЮ напряжение лод действием глубокой ООС, охватывающей через диод 16 усилители 11 и 15.

В момент trj на вход интегратора 9 поступает напряжение V, в результате чего срабатывает нуль-орган.., скачком изменяющий свое состояние. Диод 16 запирается, размыкая цепь ООС.

Выходное напряжение интегратора 9

в момент t ,равно

ид .

У

Гд-

где д постоянная времени интегратора 9.

В момент tт начинается интегрирование УрИ в момент достижения нулевого уровня напряжения на выходе интегратора срабатывает нуль-орган 1,что приводит к замыканию цепи ООС через диод 16, т.е. можно записать

У-

-л:Т/2- 4VV ъ

fg

vfv i) этого следует, что точность предлагаемого устройства определяется лишь собственными шумами активных элементов схемы и стабильностью VQ и Т. По сравнению с известным достигается повышение надежности за счет уменьшения числа элементов, и кроме того, диапазон изменения преобразуемого напряжения увеличивается в два раза. В предлагаемом устройстве Vy может меняться от О до /Q (в известном - от О до V(j/2).

Формула изобретения

Преобразователь напряжения во временной интервал, содержащий первый операционный усилитель, к выходу которого подключен первый вывод резистора, повторитель напряжения, выполненный на втором операционном усилителе, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, а н инвертирующему входу - катод первого диода, логический элемент, вход которого соединен с источником тактового напряжения, интегратор, первый вход которого соеди ней с выходом повторителя напряжения, нуль-орган, выход которого через второй диод соединен с вторым вяодом интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразуемого напряжения, и.вертирующий вход первого операционного усилителя соединен с источником преобразуемого напряжения, неинвертирующий вход - с выходом повторителя напряжения,а второй вывод резистора соединен с анодом первого диода и выходом логического элемен та.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fr lkkB770, кл. Н 03 К 7/08,1971.

1Г

ZL