Преобразователь напряжения в частотуи1лт-:'пн:м'^]^личгпу| ^ i

 

ЗВИ60

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

g®>

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Л!. Кл. Н 03k 5/04

Заявлено 22.V1.1970 (№ 1451550/18-24) с п р исоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 15.Ч.1973. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания ЗОХ11.1973

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

Ж. Я. Заклецкая и Б. А. Корнилов

Заявитель

) ° ": ° -

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАП РЯ)КЕН ИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к технике телеизмерений и может быть использовано в передающих устройствах телеметрии, телемеханики, связи.

В технике телеизмерений широко применяется преобразование напряжения в частоту на основе интегрирования входного сигнала.

Известен, например, преобразователь напряжения в частоту импульсов с поочередным интегрированием входного напряжения, содержащий входное устройство, два генератора линейно-изменяющегося напряжения (интегратора), две схемы сравнения, триггер (коммутатор) и транзисторные ключи.

Применение в известном преобразователе двух схем сравнения, во-первых, усложняет схему, а во-вторых, не обеспечивает из-за неидентичности параметров элементов двух сравнивающих устройств равенства длительности импульсов и пауз в выходном напряжении.

Предложенный преобразователь напряжения в частоту содержит одну схему сравнения, подключенную к генераторам линейноизменяющегося напряжения через схему

«ИЛИ», причем к обкладкам времязадающих конденсаторов генераторов линейно-изменяющегося напряжения подключены входы схемы «ИЛИ» и через резисторы — источник входного сигнала. Выход схемы срагнения соединен со счетным входом триггера, один выход которого через транзисторный ключ соединен с врсмязадающим конденсатором одного генератора линешю-изменяющегося напряжения, а другой выход через другой транзисторный ключ соединен с времязадающнм конденсатором второго генератора.

1о Предложенный преобразователь напряжения в частоту позволяет получить равные по длительности импульсы и паузы. Кроме того, оц проще известных.

На фиг. 1 показана блок-схема преобра15 зователя; на фнг. 2 — его принципиальная схема.

В схему преобразователя входят: схема сравнения 1, два генератора линейно-изменяющегося напряжения 2, 8, схема «ИЛИ» 4, 20 триггер 5, транзисторные ключи 6, 7, входная цепь 8.

Входной сигнал по цепи 8 поступает на входы генераторов линейно-изменяющегося напряжения 2, 8, которые работают пооче25 редно, преобразуя сигнал в линейно-изменяющееся напряжение, поступающее через схему «ИЛИ» 4 па схему сравнения 1. В момент совпадения выходного напряжения генератора с опорным на выходе схемы сраг3п нения появляется импульс, который посту381160 вх вх (вх= ) °

Я

t к (4+ вх) °

15

1 ie+ 4x ie

2U 2 С

= f,+KU,„, где fo — частота преобразования при U» — — 0;

65 К вЂ” коэффициент пропорциональности.

3 пает на вход счетного триггера 5. Триггер соединен через транзисторные ключи 6, 7 со входами генераторов и производит блокировку одного из них во время работы дpyroго.

11ри включении напряжения питания триггер 5 может находиться в любом положении. llyñòü в начальныи момент (транзистор

Тi закрыт) положение триггера 5 таково, что управляемый HM транзистор Т открыт, а транзистор Тз закрыт. 1 1ðè этом напряжение на конденсаторе С1 равно сумме падений напряжения на транзисторе Тв и диоде Д4. Конденсатор Сп, изолированный от остальнои схемы закрытыми диодами Д и

Дв, заряжается по линейному закону от двух источников напряжения: источника питания Fi и входного напряжения U, В момент равенства напряжения U„. на конденсаторе Св и опорного напряжения U, на сопротивлении Rj диод Дв схемы «ИЛИ» открывается, и в обмотке «ад трансформатора Тр возникает ток, в результате чего запускается блокинг-генератор на транзисторе Т,. Импульс блокинг-генератора перебрасывает триггер.

При этом транзистор Т закрывается, а транзистор Тз открывается. Конденсатор Св разряжается до напряжения, равного сумме падений напряжения на открытом транзисторе Тв и диоде Дз. Диод $22 при этом закрывается, отключая обмотку положительной обратной связи ыв. По этой причине блокинггенератор генерирует лишь один импульс.

Конденсатор С1 изолируется от остальной цепи закрытыми диодами Д1 и Д4 и заряжается по линейному закону от двух источников напряжения: источника питания Е1 и входного напряжения U„x. В момент равенства напряжения — У„на конденсаторе Ci и опорного напряжения — U«на сопротивлении R> диод Д схемы «ИЛИ» открывается, подключая цепь положительной обратной связи блокинг-генератора. Блокинг-генератор генерирует импульс, который возвращает триггер в исходное положение. Конденсатор С разряжается и цикл работы устройства повторяется.

Импульсы на выходе триггера имеют прямоугольную форму. Начало их совпадает с моментом равенства опорного напряжения U„„„ и напряжения У„на конденсаторе Сь а конец — с моментом сравнения опорного напряжения и напряжения Ук на конденсаторе

С .

Благодаря применению двух генераторов линейно-изменяющегося напряжения ликвидируется погрешность преобразования, вызванная конечным временем разряда конденсаторов, так как к началу заряда каждый из конденсаторов за время, равное полупериоду выходного сигнала,. успевает полностью разрядиться.

Напряжение, до которого заряжаются конденсаторы С и С> определяется по формуле: к оп — — йс 1 — (4 + Свх) 1 о о где С вЂ” емкость конденсаторов С1 и С> (С=

= С вЂ” — С );

ic — зарядный ток конденсатора С;

4 — составляющая зарядного тока, определяемая напряжением питания E>., 4х — составляющая зарядного тока, определяемая входным напряжением

Отсюда время заряда каждого конденсатора

20 U,.C

iE Ф iBx

С другой стороны напряжение на конденсаторе U определяется как: к, — оп л + вi

U„= U,„— U,+ U,„ где U U,, — падение напряжения на со30 противлении R, U,, — падение напряжения на диоде

ДО.

Напряжения У„и У„определяются тем значением порогового дифференциального сопротивления Raop диодов, при котором формируется передний фронт выходного импульса блокинг-генератора. Так как в преобразователе используется одно сравнивающее уст40 ройство и У„одно и то же, то очевидно, что U x, с известной степенью приближения равно У„учитывая разброс характеристик диодов, и следовательно

Ux, — U H и — п

45 где 4 — длительность импульса, определяемая значением U,, t„— длительность паузы, определяемая значением U„„,.

При этом период выходных прямоугольных импульсов преобразователя напряжения в частоту равен

2U С

55 T=2t=

te + вх а частота следования импульсов на выходе преобразователя напряжение — частота равна

381160

Предмет изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий входной каскад, подключенный ко входам двух генераторов линейно-изменяющегося напряжения, триггер, выходы которого через транзисторные ключи соединены со входами генераторов линейно-изменяющегося напряжения, схему сравнения, отличающийся тем, что, с целью получения равенства длительности импульсов и пауз выходного наЕ1 - U

Фиг. 2

Составитель Я. Черепкова

Техред Т. Миронова Корректоры: М. Гарцевич н

И. Божко

Редактор Т. Авдеева

Заказ 2044/9 Изд. № 499 Тираж 780 Поди:..сное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытии прп Совете М: нистрон СССР

Москва, 2К-35, Раушскал наб., д. 4 5

Т .пографпн, пр. Сапунова, 2

1

I

1Тр

1, 1

1

I

I

I гряжения,t упрощения преобразователя, в него введена схема «ИЛИ», выход которой соединен с одним входом схемы сравнения, ко второму входу которой подключен источник

5 опорного напряжения, выход схемы сравнения подключен к счетному входу триггера, к обкладкам времязадающих конденсаторов генераторов линейно-изменяющегося напряжения подключены входы схемы «ИЛИ» и через ре10 зисторы подключен источник входного напряжения.