CS215839B1 - Zapojení převodníku přenosu můstku na kmitočet - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení převodníku přenosu můstku na kmitočet a řeší úkol lineární transformace napěťového přenosu můstku na kmitočet střídavého napětí obdélníkového průběhu. Zapojení obsahuje můstek, integrátor, komparátor a zdroj. Napětí na výstupu můstku, které je úměrné jeho napěťovému přenosu, je integrováno a tento integrál je porovnáván s napětím odvozeným z napětí, kterým zdroj napájí vstup můstku. Po dosažení shodnosti komparátor zajistí změnu polarity napětí na výstupu zdroje a děj se opakuje, přičemž frekvence přepínání je přímo úměrná přenosu můstku. Zapojení je použitelné všude, kde za účelem přenosu či zpracování informace se požaduje převod změny přenosu můstku na kmitočet.

Description

Vynález se týká zapojení převodníku přenosu můstku na kmitočet a řeší úkol lineární transformace napěťového přenosu můstku na kmitočet střídavého napětí obdélníkového průběhu.

Tento úkol lze řešit mezipřevodem přenosu \ můstku na stejnosměrné napětí, tj. některým ze známých typů napěťově kmitočtových převodníků převést na signál s měronosným kmitočtem. Nevýhodou tohoto způsobu převodu je, že ve výsledku se přímo uplatní změny napájecího napětí čl proudu můstku a také změny referenčního napětí napěťově kmitočtového převodníku. U mobilních zařízení navíc přistupuje nevýhoda většího proudového odběru celého převodníku. Druhá skupina metod je založena na použití kaskádního spojení integrátoru a komparátorů. V tomto případě vadí skutečnost, že můstek nemá svorku společnou vstupu i výstupu, což se nejčastějl řeší uzemněním jedné vstupní svorky můstku a použitím rozdílového integrátoru, což však klade značné nároky na velké potlačení souhlasného napětí integrátoru, a chyby převodníku jsou způsobeny zvláště touto nedokonalostí reálného operačního zesilovače použitého v integrátoru zvláště v případech, kdy se měří velmi malé změny přenosu můstku.

Těmto nedostatkům čelí zapojení podle vynálezu, u něhož je výstup můstku spojen se vstupem integrátoru, jehož pomocný vstup je spojen s výstupem pomocného integrátoru, a výstup integrátoru je spojen se vstupem komparátorů. Výstup komparátorů je potom epojen se vstupem zdroje, jehož výstup je spojen se vstupem můstku, druhým vstupem komparátorů a vstupem pomocného integrátoru a je také výstupem celého převodníku. Je výhodné realizovat zdroj bistabllním klopným obvodem. K zlepšení přesnosti převodu lze mezi výstup můstku a vstup integrátoru vřadit filtr.

Základní předností zapojení podle vynálezu je skutečnost, že neklade tak přísné požadavky na činitel potlačení souhlasného napětí operačního zesilovače v integrátoru, lze proto dosáhnout vyšší přesnosti měření.

Výkres znázorňuje blokové schéma zapojení podle vynálezu.

Můstkem 1 se· rozumí můstkové zapojení čtyř odporů, přičemž jedna diagonála tvoří jeho vstup a druhá výstup 12. Tento výstup 12 je spojen se vstupem 13 integrátoru, který je rozdílový. Výstup 14 integrátoru 2 je spojen s prvním vstupem 15 komparátorů 3, jehož výstup 16 je spojen se vstupem 17 zdroje 4. Výstup 18 zdroje 4 je symetrický a je spojen se vstupem 11 můstku 1, druhým vstupem 19 komparátorů 3, vstupem 20 pomocného integrátoru 5 a je také výstupem celého převodníku. Výstup 21 pomocného integrátoru 5 je spojen s pomocným vstupem 22 Integrátoru 2. Zdroj 4 může být realizován ve formě bistabilního klopného obvodu. Mezi výstup můstku a vstup 13 integrátoru 2 může být vřazen filtr typu dolní propusti.

Převodník přenosu můstku na kmitočet podle vynálezu funguje tak, že napětí na výstupu 12 můstku 1, které je úměrné jeho napěťovému přenosu, je integrátorem 2 integrováno a tento integrál je komparátorem 3 porovnáván s napětím odvozeným z napětí, kterým zdroj 4 napájí vstup 11 můstku 1. Po dosažení shodnosti komparátor 3 zajistí změnu polarity napětí na výstupu 18 zdroje 4 a děj se opakuje, přičemž frekvence přepínání je přímo úměrná přenosu můstku 1. Pomocný integrátor 5 s časovou konstantou o šest řádů větší, než je časová konstanta integrátoru 2, zajišťuje samočinnou kompenzaci všech rušivých stejnosměrných napětí v obvodu vstupu 13 integrátoru.

Pro dosažení dobré přesnosti je důležitá naprostá symetrie napětí na výstupu 18 zdroje 4. Proto je výhodné vytvořit zdroj v podobě bistabilního klopného obvodu, např. v provedení ze Schottkyho logických hradel NAND ve formě RS klopného obvodu. Vřazení filtru mezi výstup 12 můstku 1 a vstup 13 integrátoru 2 zlepšuje dále přesnost převodu převodníku, neboť omezuje pronikání rušivých rychlých změn napětí na výstup 14 integrátoru 2 v době přepínání polarity zdroje 4. Filtr lze např. provést jako pasivní dolní propust 1. řádu.

Převodník podle vynálezu je použitelný všude, kde se za účelem přenosu či zpracování informace požaduje převod změny přenosu můstku na kmitočet. Předurčen je pro tenzometrická měření mechanického napětí odporovými tenzometry a je velmi vhodný pro měření na pohybujících se částech strojů, neboť dovoluje jednoduchý bezkontaktní přenos Informace o měřené veličině.

Claims (3)

1. Zapojení převodníku přenosu můstku na kmitočet, vyznačující se tím, že výstup (12) můstku (1J je spojen se vstupem (13) integrátoru (2), jehož pomocný vstup (22) je spojen s výstupem (21) pomocného integrátoru (5), a výstup (14) integrátoru (2) je spojen se vstupem (15) komparátorů (3), jehož výstup (1Θ) je spojem se vstupem (17) zdroje (4), jehož výstup (18) je spojen se vstupem (11) můstku (1),

VYNÁLEZU druhým vstupem (19) komparátorů (3) a vstupem (20) pomocného integrátoru (5) a je také výstupem celého převodníku.

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že zdroj (4) je vytvořen bistabilním klopným obvodem.

3. Zapojení podle bodu 1 a/nebo 2, vyznačující se tím, že mezi výstup (12) můstku (1) a vstup (13) integrátoru (2) je vřazen filtr.