CS226554B1

CS226554B1 - Integration voltage-to-frequency converter circuitry

Info

Publication number: CS226554B1
Application number: CS294178A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Preuss
Original assignee: Petr Ing Preuss
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1984-04-16

Description

Předložený vynález se týká zapojení integračního převodníku napčtí na kmitočet, sestávající ze dvou řízených zdrojů proudu, z nichž alespoň jeden je opatřen elektronickým přepínačem, jehož výstup vede na vstup integrátoru, který je svým výstupem připojen k prvnímu vstupu komparátoru, zatímco druhý vstup komparátoru je spojen s výstupem zdroje referenčního napětí, řízeného výstupním signálem komparátoru.The present invention relates to a voltage-to-frequency integration converter, comprising two controlled current sources, at least one of which is provided with an electronic switch whose output leads to an integrator input which is connected to the first comparator input while the second comparator input is connected. with a reference voltage source output, controlled by the comparator output signal.

Je známa řada zapojeni převodníků napětí kmitočet, odvozujících výstupní kmitočet z integrace vstupního napčtí. Sestávají zpravidla z aktivního či pasivního integrátoru, klopného komparátoru a z řízeného zdroje integračního proudu, jehož polarita je signálem z komparátoru střídavě přepínáno v rytmu kmitočtu. Vzhledem k vlastnostem elektronických prvků bývá toto přepínání zdrojem statické i dynamické chyby převodu. Minimální chybu vykazují diodové přepínače dvou různých zdrojů konstantního proudu. Jejich inverzního řízení bývá dosahováno pomoci tzv, proudového zrcadla v řídicím obvodu jednoho ze zdrojů konstantního proudu. Tento další elektronický obvod však narušuje funkční souměrnost obou zdrojů, komplikuje zapojení a je zdrojem přídavné chyby převodu.A variety of frequency converter voltage connections are known to derive the output frequency from the input voltage integration. They usually consist of an active or passive integrator, a flip-flop comparator and a controlled source of integration current whose polarity is alternately switched to the rhythm of the frequency by the signal from the comparator. Due to the properties of electronic components, this switching is a source of both static and dynamic conversion errors. The diode switches of two different constant current sources have a minimum error. Their inverse control is usually achieved by means of a so-called current mirror in the control circuit of one of the constant current sources. However, this additional electronic circuit disrupts the functional symmetry of both sources, complicates wiring, and is an additional conversion error.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález zapojení integračního převodníku napětí na kmitočet, jehož podstata spočívá v tom, že řízené zdroje proudu jsou tvořeny dvěma topologicky antisymetrickými můstky z odporových děličů zdroje řídicího napětí se svorkou, do jejichž diagonál jsou zapojeny V3tupy diferenčních operačních zesilovačů. Výstup každého z nich je připojen na řídicí elektrodu polem řízeného tranzistoru, jehož emitorový odpor je součástí příslušného můstkového uspořádání děličů napětí.The above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by the invention of integrating a voltage-to-frequency integrating transducer in which the controlled current sources are formed by two topologically antisymmetric bridges from the resistive divider of the control voltage source with the clamp into whose diagonals V3 operational differential amplifiers are connected. The output of each of them is connected to a control electrode of a field-controlled transistor whose emitter resistance is part of the respective bridge arrangement of the voltage dividers.

K děličům zdroje řídicího napětí, uspořádaným do dvou souměrných můstků, jsou v diagonálách inverzně zapojeny vstupy diferenčních operačních zesilovačů, které spolu s násled226 !f54 nými tranzistory realizují dva antisymetrioky řízené proudové zdroje, jejichž výstupy jsou bezkontaktním přepínačem v rytmu kmitočtu připojovány na vstup integrátoru.Differential operational amplifier inputs are inversely connected in diagonals to control voltage source splitters arranged in two symmetrical bridges, which, together with the subsequent transistors, implement two antisymetry-controlled current sources, the outputs of which are connected to the integrator input by a contactless switch in the rhythm of frequency.

Na připojeném výkresu je schéma příkladu zapojení podle vynálezu. Integrátor 32 je svým výstupem připojen k prvnímu vstupu komparátoru 33. jehož druhý vstup je spojen se zdrojem 34 referenčního napětí, klíčovaným signálem z výstupní svorky 2 komparátoru Ji· Výstupní svorka 2 komparátoru 33 současně ovládá diodový přepínač Jí,, připojující ke vstupům integrátoru 32 výstup vždy jednoho z obou inverzně zapojených řízených proudových zdrojů. Proudové zdroje jsou tvořeny diferenčními operačními zesilovači 16. resp. 26. jejichž výstupy jsou připojeny ne řídicí elektrody polem řízených tranzistorů 17. resp. 27 opačného typu vodivosti, jejichž emitory jsou spojeny s bázemi výstupních tranzistorů £8, resp. 28 a kolektory spojeny s kolektory výstupních tranzistorů 18. resp. 28. Odpory 15. resp. 25 v emitorech výstupních tranzistorů jsou součástí můstkového uspořádání děličů napětí 1 1 . 1 2. 13. 14. resp. 21 . 22, 23 24 zdroje řídicího napětí £, do jejichž diagonál jsou inverzně připojeny vstupy operačních zesilovačů 16, resp. 26.The attached drawing is a diagram of an exemplary circuit according to the invention. The integrator 32 is connected via its output to the first comparator input 33, whose second input is connected to a reference voltage source 34, by a keyed signal from comparator output terminal 2. always one of the two inversely connected controlled current sources. The current sources are formed by differential operational amplifiers 16. 26. whose outputs are connected to control electrodes of field-controlled transistors 17. resp. 27 of the opposite type of conductivity, whose emitters are connected to the bases of the output transistors 48, respectively. 28 and collectors connected to the collectors of output transistors 18 resp. 28. Resistors 15. resp. 25 in the emitters of the output transistors are part of the bridge arrangement of voltage dividers 1 1. 1 2. 13. 14. resp. 21. 22, 23 24 of the control voltage source 6, to whose diagonals the inputs of the operational amplifiers 16 and 16 are connected inversely. 26.

Za účelem přizpůsobení napělové úrovně řídicích elektrod polem řízených tranzistorů 17. resp. 27 mohou být mezi výstupy operačních zesilovačů £6, resp. 26 a řídicími elektrodami polem.řízených tranzistorů 17. resp. 27 zapojeny na výkrese neznázorněné Zenerovy diody, polované v závěrném směru.In order to match the voltage level of the control electrodes of the field-controlled transistors 17 and 17, respectively. 27, there may be between the outputs of the operational amplifiers 64 and 62, respectively. 26 and the control electrodes of the field-controlled transistors 17, respectively. 27 are shown in the drawing, not shown Zener diodes, polarized in the reverse direction.

Funkce zapojení: Výstupní proudy obou řízených zdrojů mají shodnou velikost, úměrnou řídicímu napětí na svorce £, avšak opačnou polaritu. Prostřednictvím diodového přepínače 31 jsou střídavě přiváděny na integrátor 32. kde vzniká symetrické trojúhelníkové napětí . v mezích úrovní zdroje referenčního napětí 34. Opakovači kmitočet impulsního průběhu komparátoru 33 na výstupu 2 odpovídá hodnotě řídicího napětí svorky £.Wiring function: The output currents of both controlled power supplies have the same magnitude, proportional to the control voltage at terminal £, but with opposite polarity. Through the diode switch 31, they are alternately supplied to the integrator 32 where a symmetrical triangular voltage is generated. within the reference voltage source 34 levels.

Zapojení podle vynálezu jednoduchým způsobem eliminuje dynamické chyby obvodových prvků. Tím umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti konverze za současného rozšíření kmitočtového rozsahu.The circuit according to the invention simply eliminates the dynamic errors of the circuit elements. This makes it possible to achieve high conversion accuracy while widening the frequency range.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An integrated voltage to frequency converter, consisting of two controlled current sources, at least one of which is provided with an electronic switch whose output leads to an integrator input connected to the first comparator input while the second comparator input is connected to the output. a reference voltage source controlled by a comparator output signal, characterized in that the controlled current sources are formed by two topologically antisymmetric bridges from resistive dividers (11, 12, 13, 14, 15 and 21, 22, 23, 24, 25) of the control voltage source; terminal (1), into whose diagonals the inputs of differential operational amplifiers (16, 26) are connected, the output of each of which is connected to the control electrode of the field-controlled transistor (17, 27), whose emitter resistor (15, 25) arrangement of the voltage dividers (11, 12, 13, 14, 15 and 21, 22, 23, 24, 25).

Integration converter wiring according to Claim 1, characterized in that the output of the operational amplifier (16, 26) is connected to the control electrode of the field-controlled transistor via a Zener diode, polarized in the reverse direction.

3. An integration transducer connection according to claim 1 or 2, characterized in that an output transistor (18, 28) is connected to the output circuit of the controlled current sources so that the field-driven transistor (17, 27) is connected between its base and the collector.