CS266540B1 - Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage - Google Patents

Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage Download PDF

Info

Publication number
CS266540B1
CS266540B1 CS878137A CS813787A CS266540B1 CS 266540 B1 CS266540 B1 CS 266540B1 CS 878137 A CS878137 A CS 878137A CS 813787 A CS813787 A CS 813787A CS 266540 B1 CS266540 B1 CS 266540B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
voltage
input
comparator
output
frequency
Prior art date
Application number
CS878137A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS813787A1 (en
Inventor
Kamil Ml Doc Ing Csc Vrba
Jiri Ing Misurec
Original Assignee
Vrba Kamil
Misurec Jiri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vrba Kamil, Misurec Jiri filed Critical Vrba Kamil
Priority to CS878137A priority Critical patent/CS266540B1/en
Publication of CS813787A1 publication Critical patent/CS813787A1/en
Publication of CS266540B1 publication Critical patent/CS266540B1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Zapojení se týká přesného převodníku napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí. Podstatou řešení je, že vstupní napětí se integruje v integrátoru s operačním zesilovačem. Je-li na vstupní svorku přivedeno záporné napětí, je v činnosti první komparátor, který při dosažení komparační úrovně uvolní blokovací vstup prvního časovacího obvodu. Po příchodu hrany signálu o referenčním kmitočtu, který je produkován zdrojem referenčního kmitočtu, se generuje impuls přesně definované délky. Po dobu trvání impulsu je pomocí prvního převodníku napěťových úrovní sepnut první elektronický spínač tvořený diodami a integrační kapacitor se vybíjí konstantním proudem z prvního zdroje referenčního proudu. Celý proces se neustále opakuje, přičemž kmitočet impulsů na výstupu časovacího obvodu je přímo úměrný vstupnímu napětí. Podobně zapojení pracuje, přivedeme-li na vstupní svorku napětí kladné polarity. V činnosti je však nyní druhá větev tvořená druhým komparátorem, druhým časovacím obvodem, druhým převodníkem napěťových úrovní, druhým elektronickým spínačem s diodami a druhým zdrojem referenčního proudu. Zapojení má obecné užití a lze ho aplikovat všude tam, kde je zapotřebí vysoce přesný převod napětí na kmitočet s výstupy oddělenými podle polarity vstupního napětí. Zejména je vhodné jako vstupní převodník v multimetrech, číslicových korelátorech či spektrálních analyzátorech, číslicových integrátorech apod.The wiring relates to a precision converter voltage on frequency with separate outputs for positive and negative input voltage. The essence The solution is that the input voltage does integrates with integrator with operational amplifier. When applied to the input terminal negative voltage is in operation first a comparator that comparatively compares levels release the locking input the first timing circuit. After coming reference frequency signal edges which is produced by the reference source frequency, a precisely defined pulse is generated length. It is for the duration of the pulse using the first voltage level converter first electronic switch formed diodes and integrating capacitor discharges with constant current from the first source reference current. The whole process is constantly repeats, taking a pulse frequency at the output of the timing circuit is directly proportional to the input voltage. Similarly engaging works when the input terminal is applied positive polarity voltage. But he is in action now the second branch of the second comparator, the second timing circuit, the second voltage level converter, second an electronic switch with diodes and the other reference current source. Involvement has general use and can be applied everywhere where a high-precision voltage conversion is required to the frequency with outputs separated by polarity of input voltage. In particular, it is Suitable as input converter in multimeters digital correlators or spectrum analyzers, digital integrators, etc.

Description

Vynález se týká přesného převodníku napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí.The invention relates to a precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltages.

Je známo několik způsobů zapojení, které umožňují převést vstupní napětí na kmitočet a současně rozlišují, zda vstupní napětí je kladné nebo záporné polarity. Nejčastěji se používají dva komplementární převodníky, z nichž každý je určen pouze pro jednu polaritu vstupního napětí. Vlastní převodníky napětí na kmitočet pracují obvykle s řízením kmitočtu multivibrátoru pomocí proudu úměrného vstupnímu napětí, nebo pro přesnější účely se užívají převodníky se zpětnou vazbou obsahující integrátor, komparátor a časovači obvod, který určuje dobu vybíjení integračního kapacitoru definovaným proudem.Several connection methods are known which make it possible to convert the input voltage to a frequency and at the same time distinguish whether the input voltage is of positive or negative polarity. Most commonly, two complementary converters are used, each of which is designed for only one polarity of the input voltage. The voltage-to-frequency converters themselves usually control the frequency of the multivibrator by means of a current proportional to the input voltage, or for more precise purposes, feedback converters are used containing an integrator, comparator and timer circuit that determines the discharge time of the integration capacitor by a defined current.

Nevýhodou je značná obvodová náročnost, protože každá větev obsahuje kompletní obvodové uspořádání převodníku napětí na kmitočet.The disadvantage is the considerable circuit complexity, because each branch contains a complete circuit arrangement of the voltage-to-frequency converter.

Jinou možností jak zpracovat vstupní napětí převodníku obou polarit, je přičíst ke vstupnímu signálu napětí větší než nejvyšší převáděné napětí a tak posunout převodní charakteristiku. Nulovému vstupnímu napětí pak odpovídá určitý střední kmitočet. Podle polarity vstupního napětí se kmitočet výstupního signálu vůči střednímu kmitočtu sníží nebo zvýší. Rozdělování výstupního signálu podle polarity pak provádí napěťový nebo kmitočtový komparátor, který přepíná demultiplexer zařazený za výstupem převodníku.Another way to process the input voltage of the converter of both polarities is to add to the input signal a voltage greater than the highest converted voltage and thus shift the conversion characteristic. The zero input voltage then corresponds to a certain center frequency. Depending on the polarity of the input voltage, the frequency of the output signal decreases or increases relative to the center frequency. The polarity of the output signal is then performed by a voltage or frequency comparator, which switches the demultiplexer located after the output of the converter.

Nevýhodou je, že nulovému vstupnímu napětí odpovídá střední kmitočet, který je nutno obvykle před dalším zpracováním v dalších obvodech odečíst.The disadvantage is that the zero input voltage corresponds to the mean frequency, which usually has to be read before further processing in other circuits.

Nej jednodušší známé uspořádání převodníku napětí na kmitočet se dvěma samostatnými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí využívá integrace vstupního napětí v integrátoru. Výstupní napětí integrátoru se sleduje komparátory a podle toho zda je vstupní napětí převodníku kladné nebo záporné se do sčítacího bodu integrátoru připojí přes rezistor po definovanou dobu zdroj kladného či záporného referenčního napětí, čímž dojde k vybíjení nebo naopak při opačné polaritě vstupního napětí k nabíjení integračního kapacitoru definovaným proudem. Celý proces se neustále opakuje a jeho četnost je přímo úměrná vstupnímu napětí.The simplest known arrangement of a voltage-to-frequency converter with two separate outputs for positive and negative input voltage uses the integration of the input voltage in the integrator. The output voltage of the integrator is monitored by comparators and, depending on whether the input voltage of the converter is positive or negative, a source of positive or negative reference voltage is connected to the summing point of the integrator for a defined time, discharging or charging defined current. The whole process is constantly repeated and its frequency is directly proportional to the input voltage.

Nevýhodou je, že elektronické spínače používané pro připojování zdrojů referenčního napětí vykazují v sepnutém stavu nenulový odpor, který se navíc mění v závislosti na protékajícím proudu a okolní teplotě. Z důvodů vyšší rychlosti spínání se užívají diodové spínače, u kterých je zapotřebí ještě vykompenzovat tzv. prahové napětí. Teplotní závislost prahového napětí diod se obvykle beze zbytku vykompenzovat nedá. Stejně tak se při použití tranzistorových spínačů nedá zcela vykompenzovat teplotní závislost odporu sepnutého spínače.The disadvantage is that the electronic switches used for connecting the reference voltage sources have a non-zero resistance in the closed state, which in addition varies depending on the current flowing and the ambient temperature. Due to the higher switching speed, diode switches are used, for which it is still necessary to compensate the so-called threshold voltage. The temperature dependence of the threshold voltage of the diodes cannot usually be completely compensated. Likewise, when using transistor switches, the temperature dependence of the resistance of a closed switch cannot be completely compensated.

Lepších výsledků se dosahuje u podobného zapojení, které však pro vybíjení či nabíjení integračního kapacitoru využívá přímo zdrojů referenčního proudu. Tím odpadají potíže s reálnými vlastnostmi spínačů.Better results are achieved with a similar connection, which, however, directly uses reference current sources to discharge or charge the integration capacitor. This eliminates problems with the real properties of the switches.

Do popředí pak vystupuje jiná nevýhoda tohoto uspořádání a to, že přesnost převodu závisí na citlivosti použitých komparátorů a na stabilitě časové konstanty monostabilních klopných obvodů určujících dobu, po kterou se bude integrační kapacitor nabíjet či při opačné polaritě vstupního napětí vybíjet ze zdroje referenčního proudu.Another disadvantage of this arrangement comes to the fore, namely that the accuracy of the conversion depends on the sensitivity of the comparators used and on the stability of the time constant of monostable flip-flops determining the time for which the integration capacitor will be charged or with opposite input voltage polarity.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení přesného převodníku napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí podle vynálezu, jehož podstatou je, že k invertujícímu vstupu operačního zesilovače je přes rezistor připojena vstupní svorka, dále tamtéž je připojena katoda první diody prvního elektronického spínače a anoda první diody druhého elektronického spínače a taktéž první konec integračního kapacitoru, který je svým druhým koncem spojen s výstupem operačního zesilovače. Neinvertující vstup operačního zesilovače je spojen se společným vodičem a výstup operačního zesilovače je spojen s prvním vstupem prvního komparátorů a rovněž s prvním vstupem druhého komparátorů. přitom druhý vstup prvního komparátorů jeThe above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the connection of a precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltage according to the invention, the essence of which is that an input terminal is connected via switches and the anode of the first diode of the second electronic switch and also the first end of the integration capacitor, which is connected at its second end to the output of the operational amplifier. The non-inverting input of the operational amplifier is connected to a common conductor and the output of the operational amplifier is connected to the first input of the first comparator and also to the first input of the second comparator. the second input of the first comparator is

CS 266 540 Bl spojen se zdrojem prvního komparačního napětí a druhý vstup druhého komparátoru je spojen se zdrojem druhého komparačního napětí. Výstup prvního komparátoru je propojen s blokovacím vstupem prvního časovacího obvodu a obdobně výstup druhého komparátoru je propojen s blokovacím vstupem druhého časovacího obvodu, přičemž hodinové vstupy prvního a druhého časovacího obvodu jsou spojeny se zdrojem referenčního kmitočtu. Dále výstup prvního časovacího obvodu je spojen s první výstupní svorkou a rovněž se vstupem prvního převodníku napěťových úrovní, jehož výstup je propojen s katodou druhé diody prvního elektronického spínače. Anody obou diod prvního elektronického spínače jsou spojeny s prvním zdrojem referenčního proudu. Obdobně výstup druhého časovacího obvodu je spojen s druhou výstupní svorkou a rovněž se vstupem druhého převodníku napěťových úrovní, jehož výstup je propojen s anodou druhé diody druhého elektronického spínače. Katody obou diod druhého elektronického spínače jsou spojeny s druhým zdrojem referenčního proudu.CS 266 540 B1 is connected to a source of the first comparator voltage and the second input of the second comparator is connected to a source of the second comparator voltage. The output of the first comparator is connected to the blocking input of the first timing circuit and similarly the output of the second comparator is connected to the blocking input of the second timing circuit, the clock inputs of the first and second timing circuits being connected to a reference frequency source. Furthermore, the output of the first timing circuit is connected to the first output terminal and also to the input of the first voltage level converter, the output of which is connected to the cathode of the second diode of the first electronic switch. The anodes of both diodes of the first electronic switch are connected to the first reference current source. Similarly, the output of the second timing circuit is connected to the second output terminal and also to the input of the second voltage level converter, the output of which is connected to the anode of the second diode of the second electronic switch. The cathodes of both diodes of the second electronic switch are connected to the second source of reference current.

Výhody zapojení přesného převodníku napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné' a záporné vstupní napětí podle vynálezu spočívají zejména v tom, že se v něm neuplatňují nežádoucí vlastnosti elektronického spínače v sepnutém stavu jako je konečný odpor sepnutého spínače a jeho teplotní závislost, protože z hlediska spínání proudu příliš na těchto · reálných vlastnostech spínače nezáleží. Další výhodou je, že elektronické spínače jsou realizovány velmi jednoduše pomocí diod, přičemž není zapotřebí kompenzovat jejich prahové napětí ani teplotní závislost prahového napětí. Tyto výhodné vlastnosti jsou dále umocněny tím, že vybíjení, resp. při opačné polaritě vstupního napětí nabíjení kapacitoru se provádí po zcela přesně definovanou dobu a to definovaným referenčním proudem. Přitom nezáleží příliš na citlivosti komparátorú, protože chyba každého převodu je zapamatována v kapacitoru a po překročení určité velikosti chyby provedena oprava výstupního kmitočtu.The advantages of connecting a precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltages according to the invention are in particular that it does not apply undesired properties of the closed electronic switch, switching the current too much does not depend on these · real properties of the switch. Another advantage is that the electronic switches are implemented very simply by means of diodes, without the need to compensate for their threshold voltage or the temperature dependence of the threshold voltage. These advantageous properties are further enhanced by the fact that the discharge, resp. with the opposite polarity of the input voltage, the capacitor is charged for a precisely defined time by a defined reference current. The sensitivity of the comparators does not matter much, because the error of each conversion is stored in the capacitor and after exceeding a certain amount of error, the output frequency is corrected.

Vynález bude dále blíže popsán podle přiloženého výkresu, na němž je znázorněno schéma zapojení příkladného provedení přesného převodníku napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí.The invention will be further described with reference to the accompanying drawing, in which a circuit diagram of an exemplary embodiment of a precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltages is shown.

K invertujícímu vstupu operačního zesilovače _6 je přes rezistor R připojena vstupní svorka 1_ a také katoda první diody D^ prvního elektronického spínače 2 a anoda první diody Dg druhého elektronického spínače 2· Mezi invertující vstup operačního zesilovače 2 a jeho výstup je zapojen integrační kapacitor C, když neinvertující vstup operačního zesilovače 2 je spojen se společným vodičem 18. Výstup operačního zesilovače 2 je spojen s prvním vstupem komparátoru _7 a s prvním vstupem druhého komparátoru 2· Druhý vstup prvního komparátoru 2 3e připojen na zdroj 2 prvního komparačního napětí a druhý vstup druhého komparátoru 2 je připojen na zdroj 10 druhého komparačního napětí. Výstup prvního komparátoru 2 3e propojen s blokovacím vstupem prvního časovacího obvodu 11 a výstup druhého komparátoru 2 je propojen s blokovacím vstupem druhého časovacího obvodu 22.· Hodinové vstupy prvního a druhého časovacího obvodu 22.' 12 jsou propojeny se zdrojem 15 referenčního kmitočtu. Výstup prvního časovacího obvodu 11 je spojen s první výstupní svorkou 16 a je rovněž spojen se vstupem prvního převodníku 14 napěťových úrovní, jehož výstup je spojen s katodou druhé diody D2 prvního elektronického spínače 2· Anody obou diod D^ a D2 prvního elektronického spínače 2 jsou spojeny s prvním zdrojem 2 referenčního proudu. Podobně je výstup druhého časovacího obvodu 12 spojen s druhou výstupní svorkou 17 a rovněž je spojen se vstupem druhého převodníku 13 napěťových úrovní, jehož výstup je propojen s anodou druhé diody p4 druhého elektronického spínače 5. Katody obou diod p3 a p4 druhého elektronického spínače p jsou spojeny s druhým zdrojem 2 referenčního proudu.An input terminal 7 and also the cathode of the first diode D1 of the first electronic switch 2 and the anode of the first diode Dg of the second electronic switch 2 are connected to the inverting input of the operational amplifier 6. when the non-inverting input of the operational amplifier 2 is connected to a common conductor 18. the output of the operational amplifier 2 is connected to the first input of the comparator _7 as the first input of the comparator 2 · the second input of the comparator 2 3 e connected to source 2 of a first voltage comparator and a second input of the comparator 2 is connected to a source 10 of the second comparative voltage. The output of the first comparator 3 and 2 connected to a blocking input of the timing circuit 11 and the output of the second comparator 2 is connected to a blocking input of the second timer circuit 22. · clock input of the first and second timing circuit 22; 12 are connected to a reference frequency source 15. The output of the timing circuit 11 is connected to the first output terminal 16 and is also connected to the input of the converter 14 of the voltage levels, the output of which is connected to the cathode of the second diode D 2 of the first electronic switch 2 · anodes of both diodes D? And D 2 of the first electronic switch 2 are connected to the first reference current source 2. Similarly, the output of the second timing circuit 12 is connected to the second output terminal 17 and is also connected to the input of the second voltage level converter 13, the output of which is connected to the anode of the second diode p 4 of the second electronic switch 5. Cathodes of both diodes p 3 and p 4 of the second electronic switch p are connected to the second reference current source 2.

V činnosti je přesný převodník napětí na kmitočet osazen diferenčním operačním zesilovačem p. Vstupní napětí, které se má převést na kmitočet, se přivádí proti společnému vodiči 18 na vstupní svorku 2· Vstupní napětí se integruje v integrátoru tvořeném operačním zesilovačem p, rezistorem R a integračním kapacitorem C. Při provozu je výstupní napětí operačního zesilovače 6. sledováno prvním a druhým komparátorem 2' 2· První komparátor 2 nastavenu první komparační úroveň zdrojem 2 prvního komparačního napětí. Druhý komparátor 2 má nastavenou druhou komparační úroveň UK2 zdrojem 10 druhého komparačního napětí. PřitomIn operation, the precision voltage-to-frequency converter is equipped with a differential operational amplifier p. The input voltage to be converted to frequency is fed against a common conductor 18 to input terminal 2. capacitor C. During operation, the output voltage of the operational amplifier 6 is monitored by the first and second comparators 2 '2 · The first comparator 2 is set to the first comparison level by the source 2 of the first comparison voltage. The second comparator 2 has the second comparison level U K2 set by the source 10 of the second comparison voltage. At the same time

CS 266 540 Bl první komparační úroveň je vyšší než druhá komparační úroveň, tj . IZKi>UK2. První komparátor £ pracuje při záporném vstupním napětí a druhý komparátor £ pracuje při kladném vstupním napětí převodníku.CS 266 540 B1 the first comparison level is higher than the second comparison level, i.e. IZ K i> U K2 . The first comparator £ operates at a negative input voltage and the second comparator £ operates at a positive input voltage of the converter.

Přivedeme-li na vstupní svorku £ záporné napětí, překlopí se komparátor £ v tom okamžiku, kdy výstupní napětí operačního zesilovače 6 dosáhne komparační úrovně UV1 dané prvním zdrojem 9^ komparačního napětí. Tím se připraví k činnosti první časovači obvod 11. Tento po příchodu hrany signálu o referenčním kmitočtu fR, který je generován zdrojem 15 referenčního kmitočtu, generuje impuls přesně definované délky TD. Doba trvání impulsu T„ je dána jednou nebo popř. několika periodami signálu o referenčním kmitočtu fR. Výstupní signál prvního časovacího obvodu ££ je upraven prvním převodníkem 14 napěťových úrovní tak, aby elektronický spínač £ s diodami , D2 pracoval ve spínacím režimu; obvykle dostačují pro spolehlivé přepínání diod úrovně cca + 1,5 V. Výstupním signálem prvního převodníku 14 napěťových úrovní se uzavře druhá dioda D2 prvního elektronického spínače £ a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače £ se připojí přes sepnutou první diodu prvního elektronického spínače £ první zdroj 2 referenčního proudu. Tímto způsobem dojde k vybíjení integračního kapacitoru C referenčním proudem . Po uplynutí doby TR se první časovači obvod dostane opět do klidového stavu a první zdroj 2 referenčního proudu se od invertujícího vstupu operačního zesilovače £ odpojí. Kmitočet výstupního signálu odebíraného z první výstupní svorky 16 proti společnému vodiči 18 je, za předpokladu, že vstupní napětí U-^0, proto lineárně závislý na vstupním napětí podle vztahuIf a negative voltage is applied to the input terminal 6, the comparator 6 is switched when the output voltage of the operational amplifier 6 reaches the comparison level U V1 given by the first source 9 of the comparison voltage. This prepares the first timing circuit 11. This, upon arrival of the edge of the reference frequency signal f R , which is generated by the reference frequency source 15, generates a pulse of a precisely defined length T D. The duration of the pulse T „is given once or several periods of the reference frequency signal f R. The output signal of the first timing circuit is adapted ££ first transducer 14 voltage levels, so that the electronic switch £ diode D 2 was operated in a switching mode; usually sufficient for reliable switching of diode levels of approx. + 1.5 V. The output signal of the first voltage level converter 14 closes the second diode D 2 of the first electronic switch £ and the first source 2 is connected to the inverting input of the operational amplifier £ via the closed first diode of the first electronic switch £. reference current. In this way, the integration capacitor C is discharged by the reference current. After the time T R has elapsed, the first timing circuit returns to the idle state and the first reference current source 2 is disconnected from the inverting input of the operational amplifier 6. The frequency of the output signal taken from the first output terminal 16 against the common conductor 18 is, assuming that the input voltage U-? 0, therefore linearly dependent on the input voltage according to the relation

Zde £R^ značí proud dodávaný prvním zdrojem 2 referenčního proudu, TR dobu trvání impulsu, R odpor rezistoru R a U napětí přivedené na vstupní svorku £.Here, R 1 denotes the current supplied by the first reference current source 2, T R the pulse duration, R the resistance of the resistor R and U the voltage applied to the input terminal £.

Obdobně zapojení pracuje, přivedeme-li na vstupní svorku £ napětí kladné polarity.The connection works in a similar way if a voltage of positive polarity is applied to the input terminal £.

V činnosti je však nyní druhá větev, tvořená druhým komparátorem 8, druhým časovacím obvodem 12, druhým převodníkem 13 napěťových úrovní, druhým elektronickým spínačem £ s diodami a druhým zdrojem £ referenčního proudu. Kmitočet F2 výstupního signálu odebíraného z druhé výstupní svorky 17 proti společnému vodiči 18 je, za předpokladu, že vstupní napětí U0, dán vztahem přičemž £r2 značí hodnotu proudu dodávaného zdrojem £ referenčního proudu a ostatní veličiny mají shodný význam jako v předchozím.However, the second branch is now in operation, consisting of a second comparator 8, a second timing circuit 12, a second voltage level converter 13, a second electronic switch 6 with diodes and a second reference current source 6. The frequency F 2 of the output signal taken from the second output terminal 17 against the common conductor 18 is, assuming that the input voltage U0, is given by £ r2 indicating the value of the current supplied by the reference current source and other quantities having the same meaning as above.

Aby kmitočtový zdvih převodníku napětí na kmitočet byl pro obě polarity vstupního napětí shodný, volí se I-., = I_n. Obvykle se také volí UvO = - U„- . Jako diod je vhodné do elektrických spínačů £ a £ používat Schottkyho diod, protože se vyznačují velmi krátkou dobou zotavení v závěrném směru.In order for the frequency stroke of the voltage-to-frequency converter to be identical for both polarities of the input voltage, I-., = I_ n is selected . Usually U vO = - U „- is also chosen. It is suitable to use Schottky diodes as diodes in electrical switches £ and £, since they have a very short recovery time in the closing direction.

Poněkud složitější řešení generátoru vybíjecího resp. nabíjecího intervalu tvořeného prvním časovacím obvodem 11, druhým časovacím obvodem 12 a zdrojem 15 referenčního kmitočtu je dáno tím, že z důvodu vysoké přesnosti převodu je časový interval TR odvozován od kmitočtu oscilátoru řízeného krystalem, který je součástí zdroje 15 referenčního kmitočtu. Okamžitý kmitočet výstupního signálu není z tohoto důvodu zcela přesně úměrný vstupnímu napětí.A somewhat more complex solution of the discharge generator resp. The charging interval formed by the first timing circuit 11, the second timing circuit 12 and the reference frequency source 15 is due to the fact that the time interval T R is derived from the frequency of the crystal controlled oscillator which is part of the reference frequency source 15 due to high conversion accuracy. For this reason, the instantaneous frequency of the output signal is not exactly proportional to the input voltage.

V integračním kapacitoru je však chyba každého převodu zapamatována a jakmile dojde k nahromadění chyby nad určitou mez, je převodníkem provedena oprava výstupního kmitočtu. V průběhu delšího časového intervalu je proto převod napětí na kmitočet velmi přesný.However, in the integration capacitor, the error of each conversion is memorized, and as soon as the error accumulates above a certain limit, the converter performs the correction of the output frequency. Therefore, the conversion of voltage to frequency is very accurate over a longer period of time.

Přesný převodník napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí podle vynálezu má obecné využití a je ho možno s výhodou aplikovat všude tam, kde je zapotřebí velmi přesný převod napětí na kmitočet s rozlišením polarity vstupního napětí.The precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltage according to the invention has a general use and can be advantageously applied wherever a very precise voltage-to-frequency conversion with input voltage polarity resolution is required.

CS 266 540 Bl 5CS 266 540 Bl 5

Zejména lze přesný převodník podle vynálezu využít v měřicí technice a přístrojové technice, např. v přesných multimetrech, číslicových korelátoreoh, číslicových integrátorech apod.In particular, the precision transducer according to the invention can be used in measuring technology and instrumentation, for example in precision multimeters, digital correlators, digital integrators and the like.

Claims (1)

Přesný převodník napětí na kmitočet s oddělenými výstupy pro kladné a záporné vstupní napětí, vyznačující se tím, že k invertujícímu vstupu operačního zesilovače (6) je přes rezistor (R) připojena vstupní svorka (1), dále tamtéž je připojena katoda první diody (D^) prvního elektronického spínače (4) a anoda první diody (D^) druhého elektronického spínače (5) a taktéž první konec integračního kapacitoru (C), který je svým druhým koncem spojen s výstupem operačního zesilovače (6), když neinvertující vstup operačního zesilovače (6) je spojen se společným vodičem (18) a výstup operačního zesilovače (6) je spojen s prvním vstupem prvního komparátoru (7) a rovněž s prvním vstupem druhého komparátoru (8), přičemž druhý vstup prvního komparátoru (7) je spojen se zdrojem (9) prvního komparačního napětí a druhý vstup druhého komparátoru (8) je spojen se zdrojem (10) druhého komparačního napětí, když výstup prvního komparátoru (7) je propojen s blokovacím vstupem prvního časovacího obvodu (11) a výstup druhého komparátoru (8) je propojen s blokovacím vstupem druhého časovacího obvodu (12), přičemž hodinové vstupy prvního i druhého časovacího obvodu (11, 12) jsou spojeny se zdrojem (15) referenčního kmitočtu a dále výstup prvního časovacího obvodu (11) je spojen s první výstupní svorkou (16) a rovněž se vstupem prvního převodníku (14) napěťových úrovní, jehož výstup je propojen s katodou druhé diody (Do) prvního elektronického spínače (4), zatímco anody obou diod (D^, D2) prvního elektronického spínače (4) jsou spojeny s prvním zdrojem (2) referenčního proudu a obdobně výstup druhého časovacího obvodu (12) je spojen s druhou výstupní svorkou (17) a rovněž se vstupem druhého převodníku (13) napěťových úrovní, jehož výstup je propojen s anodou druhé diody (D^) druhého elektronického spínače (5), přičemž katody obou diod (D^, D^) druhého elektronického spínače (5) jsou spojeny s druhým zdrojem (3) referenčního proudu.Precision voltage-to-frequency converter with separate outputs for positive and negative input voltage, characterized in that an input terminal (1) is connected to the inverting input of the operational amplifier (6) via a resistor (R), the cathode of the first diode (D) is connected there. ^) of the first electronic switch (4) and the anode of the first diode (D ^) of the second electronic switch (5) and also the first end of the integration capacitor (C), which is connected at its second end to the output of the operational amplifier (6). amplifier (6) is connected to a common conductor (18) and the output of the operational amplifier (6) is connected to the first input of the first comparator (7) and also to the first input of the second comparator (8), the second input of the first comparator (7) being connected with a source (9) of the first comparator voltage and the second input of the second comparator (8) is connected to the source (10) of the second comparator voltage when the output of the first comparator (7) is connected to the blocking input of the first timing circuit (11) and the output of the second comparator (8) is connected to the blocking input of the second timing circuit (12), the clock inputs of the first and second timing circuits (11, 12) being connected to a reference frequency source (15) and further the output of the first timing circuit (11) is connected to the first output terminal (16) and the input of the first converter (14) voltage levels, the output of which is connected to the cathode of the second diode (D o) of the first electronic switch (4) while the anodes of the two diodes (D?, D 2) of the first electronic switch (4) are connected to the first reference current source (2) and similarly the output of the second timing circuit (12) is connected to the second output terminal (17) and also to the input of the second voltage level converter (13), the output of which is connected to the anode of the second diode (D 1) of the second electronic switch (5), the cathodes of both diodes (D 1, D 2) of the second electronic switch (5) being connected to the second reference current source (3).
CS878137A 1987-11-13 1987-11-13 Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage CS266540B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS878137A CS266540B1 (en) 1987-11-13 1987-11-13 Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS878137A CS266540B1 (en) 1987-11-13 1987-11-13 Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS813787A1 CS813787A1 (en) 1989-04-14
CS266540B1 true CS266540B1 (en) 1990-01-12

Family

ID=5431544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS878137A CS266540B1 (en) 1987-11-13 1987-11-13 Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS266540B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS813787A1 (en) 1989-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940025189A (en) Multi-Slanted Analog-to-Digital Converters
CN109564130B (en) Optical sensor device and method for light sensing
US4034364A (en) Analog-digital converter
US4228423A (en) Offset correction apparatus for a successive approximation A/D converter
CS266540B1 (en) Accurate voltage-to-frequency converter with separated outlets for positive and negative input voltage
US4694277A (en) A/D converter
US4851839A (en) Dual-slope analog-to-digital converter with voltage to current converter
GB939021A (en) Improvements in or relating to electrical multi-channel selection devices, especially for analogue-to-digital converters
US4178585A (en) Analog-to-digital converter
KR100374097B1 (en) Analog / Digital Conversion Method of Electrical Signal and Its Apparatus
US4558301A (en) Voltage-to-frequency and analog-to-digital converter circuit
US3453615A (en) Analog-to-digital converters
JPH05266687A (en) Dynamic bias circuit for signal sampler
US4009402A (en) Time expander circuit for a frequency-to-digital converter
GB2040127A (en) Logarithmic analogue-to-digital converter
CS265583B1 (en) Simple voltage to frequency converter with separated outputs according to input voltage polarity
SU682908A2 (en) Analog-digital integrator
RU2024195C1 (en) Voltage-to-frequency changer
SU1552377A1 (en) Current-frequency converter with pulse feedback
SU1012438A1 (en) Pulse-time converter
SU1012434A1 (en) Code-to-analogue converter
RU2228540C1 (en) Differentiating device
SU836794A1 (en) Analogue-digital converter
CS265590B1 (en) Voltage to frequency converter with high input resistance and with separated inputs for positive and negative polarity of input voltage
SU752364A1 (en) Multiplier-divider