Преобразователь ток-частота Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 H03K3/17 

(54) ПРЕОБРАЗСеЛТЕЛЬ ТОК-ЧАСТОТА

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в. устройствах автоматики и измерительных устройствах.

.Известны преобразователи тока в частоту, вьтолненные на основе мультивибратора с трансформаторной обратной связью (генератора Ройера) .

Недостатками такой схемы являются узкий диапазон преобразования и сложность.

Известен преобразователь ток-частота, работающий по пришпту периодическо го заряда времязадающего конденсатеpat2.

.Недостатком таких преобразователей ток-частота является невысокая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразовшпш.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь ток-частота, содержащий блоклнл-генератор на транзисгоре и трансформатор с базовой, крллектортюй и выходной обмотками, времяза- /

дающий конденсатор, включенный между базовой обмоткой трансформатора и ши- , ной источника питания, токозадающий транзистор, подсоединенный коллектором к точке соединения базовой обмотки с времязадаюоиим конденсатором, а эмиттером - к шине источника управляющего напряжения З .

Недостатксйл этого преобразователя

10 ток-частота является низкая точность преобразования, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования для большого динамического диапазона преобразуемых величин тока.

15 Цель взобретення - повышение точности путем линеаризации характеристики преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий бпоктгг20 генератор на транзисторе и трансформато ре с базовой, коллекторной и выходной обмотками, времязадающий конденсатор, включенный между базовой обмоткой трансформатора и шиной источника питания. токозадающий транзистор, подсоединенный коллектором к точке соединения базовой обмотки с времязадаюпшм конденсатором, а эмиттером - к шине источника управляю щего напряжения, введена интегрирующая цепь, состоящая из параллеш но соединенных конденсатора и резистора, включенная между эмиттером транзисгора блокинггенератора и шиной источника питания. На чертеже показана принципиальная эле1стрическая схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит блокинг-генератор на транзисторе 1 и трансформаторе 2, с соответственно подключенньгми коллекторной обмоткой 3, базовой обмоткой 4 и выходной обмоткой 5, времязадающий конденсатор 6, включенный между базовой обмоткой 4 и плюсовой шиной 7 источника питания, токозадающий транзистор 8, коллектор которого подключен к точке соединения базовой обмотки 4 с конденсатором 6, эмиттер - через резисторы 9 и Ю к шине 11 источника управляющего напряжения и шине 12 ис- точника опорного напряжения соответственно, а база - к делителю напряжения источника питания, состоящему из диода 13 и резистора 14, при этом коллекторная обмотка 3 подключена к общей шине через термокомпенсирующий диода 5, защунтированный конденсатором 16, тфичем вся эта коллекторная цепь защунтирована демпфирующей цепью, состоящей из последовательно включенньгх: резистора 17 и диода 18, а эмиттер транзистора 1 блокинг-г нератора подключен к плюсовой шине 7 источника питания через интегрирующую цепь- 19, состоящую из параллельно включенных конденсатора 20 и резистора 21. В Схеме действуют напряжения: U gy входное управляющее напряжение (на шине 11) Г Uor,- опорное (стабильное) напряжение (на, шине 12); Un- напряжение источютка питания (на щине 7); U-iнапряжение на диоде 15; U - напряжени на интегрирующей цепи 19; Uj,- напряже ние на диоде 13;ивь,х - напряжегае на выходной обмотке трансформатора. Устройство работает следующим образом. При подключении источников напряжения начинается заряд времязадающего конденсатора 6 до мок(1ента отпираютя транзистора 1. Отпирание транзистора 1 приводит к вознпкновсгагю лавинообразного процесса, в ргзут тате которого тран зистор 1 насьпцается, а на коллекторной . обмотке 3 возникает напряжение (. Напряжение трансформируется в обмотки 4 и 5 ( и Uvws). Под действием напряжений ( и U-j происходит перезаряд времязадающего конденсатора 6 по цепи: интегрирующая цепь 19, переход база-эмиттер транзистора 1, обмотка 4. К моменту окончания импульса конденсатор оказывается зapязkeнным до иапря-, co-u..бэ..) где и со - напряжение между базой и эмиттером открытого транзистора, с по лярностью, указанной на чертеже. Сумма напряжений на времязадающем конденсаторе 6 и конденсаторе интегрируюшейг цепи 19, приложенная к эмиттерному пер еходу транзистора 1 после окончания импульса, поддерживает транзистор 1 в запертом состоянии во время паузы. В это время происходит заряд кОвденсатора б током, равным сумме обратного тока базы и коллекторного тока токозадающего транзистора 8, равного ) где о1 и J(/o - коэффициент усилении по току и обратный ток коллекторного перехода транзистора 8; Л g е - эмиттерный ток транзистора 8, создаваемый источниками опорного и входного управляющего напряжений. Источник опорного напряжения и резистор 1О предназначены для получения начального значения частоты преобразователя при U gy , а следовательно, Звх г равном нулю. Заряд конденсатора 6 происходит до тех пор, пока напряжение на эмиртерном переходе транзистора 1, изменяя свой знак, не достигает величины напряжения отпирания UOTп В этот момент транзистор 1 отпирается, начинается лавинообразный процесс, приводящий к его насыщению, и работа схемы повторяется. Частота выходных импульсов равна где Т - длительность имп Нтьсов, гй&рщ уемых бпокинг-геиератором, определяемая магнитны1«{И харахтеристЕкамн сердечника н налр51женнем литания, t мало изменяется при измевенви входного управляющего тока (напряжения) н попагается невзменной. iff- дггательность паузы, п иахо дщ-ся в обратной линейной завкснмостн от величины управляющего тока