CS225085B1

CS225085B1 - The voltage and frequency converter

Info

Publication number: CS225085B1
Application number: CS244381A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Csc Vedral
Original assignee: Josef Ing Csc Vedral
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález řeší zapojení převodníku napětí kmitočet s číslicovou korekcí nelinearity.The invention solves the connection of a frequency converter with a digital correction of non-linearity.

Dosud známá zapojení převodníků napětí kmitočet pracují na principu řízení integrace vstupního napětí nebo na principu napěťově řízeného oscilátoru. Tyto převodníky vykazují z důvodu nedokonalosti použitých součástek nelinearitu převodní charakteristiky, která se projevuje zejména u převodníků s vyšším jmenovitým kmitočtem a u převodníků s vysokým rozsahem vstupního signálu.The hitherto known connections of frequency converters work on the principle of controlling the integration of the input voltage or on the principle of a voltage-controlled oscillator. Due to the imperfections of the components used, these converters exhibit a non-linearity in the transfer characteristic, which is particularly evident in converters with a higher nominal frequency and in converters with a high input signal range.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení převodníku napětí kmitočet s číslicovou korekcí nelinearity podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává z referenčního zdroje, jehož výstup je připojen k analogovému vstupu prvního spínače a k invertujícímu vstupu rozdílového zesilovače, jehož výstup je spojen s analogovým vstupem druhého spínače a jehož neinvertující vstup je spojen s analogovým vstupem třetího spínače. Výstupy prvního spínače, druhého spínače a třetího spínače jsou spojeny se vstupem korigovaného převodníku napětí kmitočet, jehož výstup je spojen s čítacím vstupem vratného čítače, jehož řídící vstup je napojen na druhý výstup řídící jednotky, jejíž první výstupy jsou propojeny s řídícími vstupy prvního spínače, druhého spínače a třetího spínače.These disadvantages are eliminated by the connection of the voltage converter with the frequency correction of the non-linearity according to the invention. It consists of a reference source whose output is connected to the analog input of the first switch and to the inverting input of the differential amplifier, whose output is connected to the analog input of the second switch and whose non-inverting input is connected to the analog input of the third switch. The outputs of the first switch, the second switch and the third switch are coupled to the input of the corrected voltage converter, the output of which is coupled to the counter input of a return counter whose control input is connected to the second output of the control unit. a second switch and a third switch.

Předností převodníku napětí kmitočet podle vynálezu je zejmé na zvýšení linearity převodní charakteristiky, neboť systematické chyby korigovaného převodníku jsou kompenzovány jeho doplňkovou převodní charakteristikou. Další předností převodníku napětí kmitočet je automatické korekce chyb, vzniklých časovou a teplotní nestabilitou použitých součástek.The advantage of the frequency converter according to the invention is particularly to increase the linearity of the transmission characteristic, since the systematic errors of the corrected converter are compensated by its complementary transmission characteristic. Another advantage of the frequency converter is the automatic correction of errors caused by time and temperature instability of used components.

229 085229 085

Zapojení převodníku napětí kmitočet podle vynálezu je blíže objasněno na přiloženém výkresu.The connection of the frequency converter according to the invention is explained in more detail in the attached drawing.

Převodník napětí kmitočet sestává z referenčního zdroje 4, jehož výstup je připojen jednak k analogovému vstupu prvního spínače 1, jednak k invertujícímu vstupu rozdílového zesilovače 5, jehož výstup je spojen s analogovým vstupem druhého spínače 2. Výstupy prvního, druhého a třetího spínače 1, 2_, 3 jsou spojeny se vstupem Korigovaného převodníku 6 napětí kmitočet, jehož výstup je spojen s čítacím vstupem vratného čítače 7. Neinvertující vstup rozdílového zesilovače 5 je spojen s analogovým vstupem třetího spínače 3 a tvoří současně vstup 9 převodníku napětí kmitočet, jehož výstup 10 je vytvořen výstupem vratného čítače 7. Převodník napětí kmitočet se dále sestává z řídící jednotky 8, jejíž první výstupy jsou spojeny s řídícími vstupy prvního, druhého a třetího spínače 1, 2, 5 a jejíž druhý výstup je spojen s řídícím vstupem vratného čítače 7.The frequency converter consists of a reference source 4 whose output is connected both to the analog input of the first switch 1 and to the inverting input of the differential amplifier 5, whose output is connected to the analog input of the second switch 2. The outputs of the first, second and third switches 1, 2 The non-inverting input of the differential amplifier 5 is coupled to the analog input of the third switch 3 and at the same time forms the frequency converter input 9, whose output 10 is formed. The frequency converter further comprises a control unit 8, the first outputs of which are connected to the control inputs of the first, second and third switches 1, 2, 5 and whose second output is connected to the control input of the return counter 7.

Převodník napětí kmitočet podle vynálezu pracuje tak, že v prvém taktu převodu je sepnut první spínač 1, druhý a třetí spínač 2, 3 jsou rozepnuty a korigovaný převodník 6 napětí kmitočet převádí referenční napětí z referenčního zdroje 4 na impulsní signál, který je čítán ve vratném Čítači 7, čítajícím po konstantní dobu vpřed. Ve druhém taktu převodu je druhý spínač 2 sepnut, první a třetí spínač 1, 3 jsou rozepnuty a korigovaný převodník napětí kmitočet 6 převádí rozdíl referenčního napětí a vstupního napětí převodníku napětí kmitočet ze vstupu 2 ^ria impulsní signál, který je čítán na vratném čítači 7, čítajícím po konstantní dobu vzad. Ve třetím taktu převodu je třetí spínač 3 sepnut, první a druhý spínač 1, 2 jsou rozepnuty a korigovaný převodník 6 napětí kmitočet přenáší vstupni napětí na impulsní signál, který je čítán na vratném čítači čítajícím po konstantní dobu vpřed, korigovaný výsledek převodu je určen polovinou hodnoty stavu vratného čítače 7.The voltage converter frequency according to the invention operates by switching the first switch 1 in the first cycle, the second and third switches 2, 3 open and the corrected voltage converter 6 converts the reference voltage from the reference source 4 to a pulse signal that is read in the return Counters 7 counting forward for a constant time. In the second clock, the second switch 2 is closed, the first and third switches 1, 3 are open, and the corrected voltage converter frequency 6 converts the reference voltage difference and the voltage converter voltage input frequency from input 2 ^{ria a} pulse signal that is counted at the return counter 7. counting backwards for a constant time. In the third step of the transmission, the third switch 3 is closed, the first and second switches 1, 2 are open, and the corrected voltage converter 6 transmits the input voltage to a pulse signal that is counted on a return counter counting for a constant forward time. return counter values 7.

Převodník napětí kmitočet podle vynálezu lze' užít pro konstrukci vysoce lineárních převodníků napětí kmitočet, například při integračním měření časově spojitých signálů, při číslicovém zpracování chromatcgramů v plynové ehromatografii.The voltage-to-frequency converter according to the invention can be used for the construction of highly linear voltage-to-frequency transducers, for example in the integration measurement of time-continuous signals, in the digital processing of chromatgrams in gas ehromatography.

Claims

Voltage converter frequency characterized in that it consists of a reference source (4), the output of which is connected to the analog input of the first switch (1) and to the inverting input of the differential amplifier (5), whose output is connected to the analog input of the second switch (2) whose non-inverting input is coupled to the analog input of the third switch (3) and the outputs of the first switch (1), the second switch (2), and the third switch (3) are coupled to the input of the corrected voltage transducer (6) input of a return counter (7), the control input of which is connected to the second output of the control unit (8), the first outputs of which are connected to the control inputs of the first switch (1), the second switch (2) and the third switch (3).