Преобразователь тока в частоту

 

Изобретение позволяет упростить преобразователь тока в частоту при его относительно простом схемном решении . Преобразователь содержит конденсатор 1 и пороговый элемент 5, в цепи положительной обратной связи которого включен конденсатор 2, Вход порогового элемента через диоды 3, 4 подключен к входу преобразователя и через резистор 8 к инвертирующему выходу порогового элемента, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1392617 А 1 (51) 4 H 03 М 1/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

i...

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а/

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4129149/24-24 (22) 14.08.86 (46) 30.04,88. Бюл, У 16 (71) Научно-производственное объединение пСибцветметавтоматика" (72) В.Ф.Могильчак (53) 681.325 (088.8) (56) Баранов Л.А. и др. Конденсаторные преобразователи в автоматике и системах управления. М., 1969, с. 7.

Авторское свидетельство СССР

У 1072261, кл. Н 03 М 1/60, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В ЧАСТОТУ (57) Изобретение позволяет упростить преобразователь тока в частоту при

его относительно простом схемном решении. Преобразователь содержит конденсатор 1 и пороговый элемент 5, в цепи положительной обратной связи которого включен конденсатор 2, Вход порогового элемента через диоды Э, 4 подключен к входу преобразователя и через резистор 8 к инвертирующему выходу порогового элемента. 2 ил.! 3926! 7

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и Может быть использовано в аналогоцифровых измерительных системах а так5 же может применяться в качестве простого автогенератора относительного стабильного импульсного напряжения с неза-висимо Регулируемыми в широком диапазо— не частотой и длительностью импульсов.

Цель изобретения — упрощение преобразователя тока в частоту.

На фиг„1 изображена функциональная схема преобразователя ток-частота; на фиг.2 — временные диаграммы, пояс- !5 няющие его работу.

Преобразователь тока в частоту следования импульсов напряжения содержит первый 1 и второй 2 конденсаторы, диоды 3 и 4, пороговый элемент 20

5, снабженный инвертирующими 6 и неинвертирующим 7 выходами, резистор 8, входную шину 9 и источник 10 питания.

Преобразователь работает следующим образом. 25

В исходном состоянии при отсутствии входного тока преобразователя напряжение на входе порогового элемента 5 равно нулю и, соответствен-но, на его инвертирующем выходе 6 имеется высокий уровень напряжения, а на его неинвертирующем выходе 7 низкий уровень напряжения. При этом диод 3 заперт и резистор 8 не оказывает влияния на работу схемы.

При подключении к входу 9 преобразователя источника тока I он на-!

Зх чинает заряжать входной интегрирующий конденсатор 1 и напряжение на нем линейно возрастает (фиг.2, диаграмма 40

1 0

В момент времени t, напряжение на входе порогового элемента достига50 ет уровня его переключения !1о, на инвертирующем выходе 6 порогового элемента напряжение начинает уменьшаться, а на неинвертирующем выходе 7 увеличиваться. Увеличение напряжения

55 на неинвертирующем выходе порогового элемента по цепи положительной обратной связи, образованной конденсатором ?, диодом Э и резистором 8, передается на вход порогового элемент» 5, в результате чего переключение t:oðîãîâoão элемента носит лавинообразный характер и напряжение на инвертируюг!ем выходе 6 скачком уменьшается до низкого уровня (фиг„2, диаграмма 3), а на неинвертирующем выходе 7 скачком возрастает до нысокогo уровня (фиг,2, диаграмма 4)„ При этом диод 3 открывается и резистор

8 через малое выходное сопротивление порогового элемента 5 подключается к общей шине, Положительный перепад напряжения с выхода 7 через конденсатор 2 передается на вход порогового элемента, формируя на резисторе 8 скачок напряжения (фиг.2,диаграмма 2, момент С,), который запирает диод 4, отключая конденсатор 1 от порогового элемента.

В промежуток времени t, ( прои< ходит формирование выходного импульса преобразователя. В это же время ток переэаряда конденсатора 2 протекает по цепи: выход 7 порогового элемента, конденсатор 2, диод 3, резистор 8, выход 6 порогового элемента, общая шина источника питания, Ток заряда конденсатора 2 экспоненциально уменьшается и, следовательно, соответственно уменьшается падение напряжения на резисторе 8, Экспзненциально уменьшающееся напря-жение на входе порогового элемента в момент времени t сравнивается с медленно возрастающим напряжением на конденсаторе 1 и затем становится меньше его на величину падения напряжения на открывшемся при этом диоде 4.

Отпирание диода 4 приводит к тому, что конденсатор 1 шунтируется резистором 8, который через диод Э и малое выходное сопротивление инвер1 тирующего выхода 6 оказывается под-. ключенным параллельно конденсатору 1.

При этом конденсатор 1, также как и конденсатор 2, начинает разряжаться через резистор 8 и входное напряжение порогового элемента 5 начинает уменьшать"я, стремясь (при соответствующем выборе сопротивления резистора

8) к величине, меньшей напряжения переключения порогового элемента 5.

В момент t входное напряжение порогового элемента становится меньше порога переключения н выходные напряжения порогового элемента возвращаются в исходное состоянж . Па этом

1392617

Из анализа схемы преобразователя следует, что его статическая характеристика в первом приближении описывается уравнением

f — — -- -I э

U С вх где f — выходная частота преобразо35 вателя;

С вЂ” емкость конденсатора 2; амплитуда выходного импульса преобразователя, Независимость выходной частоты от 40 величины порога срабатывания обеспечивает высокую стабильность статической характеристики преобразования.

Так как цепь, образованная последовательно соединенными конденсатором 2 з ак анчив аетс я формирование выходного импульса преобразователя. Диод

3 запирается, отключая от входа порогового элемента резистор 8 а эаряЬ женный за время формирования импульса конденсатор 2 подключается параллельно конденсатору 1, в результате ч чего конденсатор 2 разряжается через конденсатор 1 по цепи. правая по схеме обкладка конденсатора 2, неинвертирующий выход 7 порогового элемента 5, общая шина источника питания порогового элемента, конденсатор 1, диод 4, левая обкладка конден- 15 сатора 2.

По окончании разряда конденсатора

2, заряд конденсатора 1 уменьшается.

Соответственно уменьшается напряжение на конденсаторе 1 на величину

>U (фиг.2, диаграмма 1). В момент

t 4 процесс передачи заряда от конденсатора 1 конденсатору 2 заканчивается. Напряжение на конденсаторе 1 начинает увеличиваться, и цикл пов- 25 торяется. диодом 3 и резистором 8, в пер»< л формирования выходного импульс» преобразователя включена в цепь положительной обратной связи порогового элемента 5, то процесс перекг»учения преобразователя носит лавинообразный характер, обеспечивая формирование крутых фронтов выходного импульса.

Это позволяет использовать н качестве порогового элемента достаточно простые функциональные узлы, не содержащие в своем составе цепей положительной обратной связи (как в триггере Шмнтта), например, компаратор напряжения, цифровые схемы типа логических инверторов и т,п. Это упрощает схему преобразователя. формула изобретения

Преобразователь тока в частоту, содержащий резистор, первый конденсатор, первый вывод которого является входной шиной, а второй вывод подключен к шине нулевого потенциала, второй конденсатор, первый вывод которого подключен к неинвертирующему выходу порогового элемента, а второй вывод — к входу порогового элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены два диода и источник питания, первый выход которого подключен к первому входу питания порогового элемента, а второй выход соединен с вторым входом литания порогового элемента и подключен к шине нулевого потенциала, при этом анод первого диода соединен с первым выводом первого конденсатора, а катод— с входом порогового элемента и анодом второго диода, катод которого через резистор соединен с инвертирующим выходом порогового элемента.

1392617

7 1Ю У

Составитель И. Козлов

Техред М.Дидык

Редактор Е.Копча

Корректор С Л! екм ар

Заказ 1889/56 Тира)к 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Прос ння, 4