KR950006077Y1 - Voltage/frequency transducer - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 양의 전압/주파수 변환기 회로도.1 is a positive voltage / frequency converter circuit diagram.
제 2a 도 및 제 2b 도는 제 1 도 주파수 발생부(1)의 리세트 모드 및 적분모드시의 회로접속도.2A and 2B are circuit connection diagrams in the reset mode and the integral mode of the frequency generator 1;
제 3 도는 제 1 도 주파수 발생부(1)의 출력파형도.3 is an output waveform diagram of the frequency generator 1 of FIG.
제 4 도는 본 고안의 변환기 회로도.4 is a converter circuit diagram of the present invention.
제 5 도는 양의 전압 입력시 본 고안의 동작설명을 위한 회로도.5 is a circuit diagram for explaining the operation of the present invention when a positive voltage input.
제 6a 도 - 제 6d 도 및 제 7a 도 - 제 7d 도는 양의 전압 및 음의 전압 입력시의 제 4 도 각부의 파형도.6A to 6D and 7A to 7D are waveform diagrams of respective portions of FIG. 4 at the input of a positive voltage and a negative voltage.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 주파수 발생부 OP1 : 연산증폭기1: Frequency generator OP1: Operational Amplifier
CP1, CP11, CP12 : 비교기 NAND1 ∼ NAND4 : 낸드게이트CP1, CP11, CP12: comparators NAND1 to NAND4: NAND gate
MM1, MM11 : 단안정 멀티바이브레이터 FF1 : 플립플롭MM1, MM11: Monostable Multivibrator FF1: Flip-flop
FET1, FET2 : 전계효과 트랜지스터FET1, FET2: Field Effect Transistor
본 고안은 전압대 주파수 변환에 관한 것으로, 특히 양, 음의 전압 모두를 주파수로 변환시켜 전압을 디지털값으로 계수할 수 있게 한 전압/주파수 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to voltage-to-frequency conversion, and more particularly, to a voltage / frequency converter capable of converting both positive and negative voltages into frequencies so that the voltage can be counted as a digital value.
일반적으로 사용되고 있는 양의 전압/주파수 변환기는 제 1 도에 도시한 바와같이 저항(Rin)을 통해 입력되는 양의 전압(Vin)을 그에 대한 주파수 파형으로 변환시키는 주파수 발생부(1)의 출력단자를 비교기(CP1)의 반전입력단자에 접속하고, 이의 출력단자를 단안정 멀티바이브레이터(MM1)의 트리거단자에 접속하여 상기 주파수 발생부(1)의 주파수파형을 정형하며, 그 출력신호로 상기 주파수 발생부(1)가 제어되게 구성하는 것으로, 이를 살펴보면 다음과 같다.In general, the positive voltage / frequency converter used in the output terminal of the frequency generator 1 converts the positive voltage Vin input through the resistor Rin into a frequency waveform thereof, as shown in FIG. Is connected to the inverting input terminal of the comparator CP1, and its output terminal is connected to the trigger terminal of the monostable multivibrator MM1 to shape the frequency waveform of the frequency generating section 1, and the frequency as the output signal. The generating unit 1 is configured to be controlled, and looks at this as follows.
단안정 멀티바이브레이터(MM1)로부터 저전위신호가 출력되면 제 2b 도에 보인 것처럼 스위치(S1)가 연산증폭기(OP1)의 출력단자쪽으로 접속되어 주파수발생부(1)가 적분모드로 동작하게 되므로 양의 입력전압(Vin)에 의해 커패시터(Cint)가 충전되고, 연산증폭기(OP1)의 출력전압은 낮아지게 된다.When the low potential signal is output from the monostable multivibrator MM1, as shown in FIG. 2B, the switch S1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1 so that the frequency generator 1 operates in the integral mode. The capacitor Cint is charged by the input voltage Vin, and the output voltage of the operational amplifier OP1 is lowered.
이처럼 연산증폭기(OP1)의 출력전압이 낮아져 T1의 시간이 경과했을 때 비교기(CP1)의 비반전입력전압이 반전입력보다 높아지므로 그로부터 고전위신호가 출력되고, 이에 의해 단안정 멀티바이브레이터(MM1)로부터 커패시터(Cos)에 의해 설정되는 시간(Tos)동안 고전위신호가 출력된다.As described above, when the output voltage of the operational amplifier OP1 is lowered and the time T1 elapses, the non-inverting input voltage of the comparator CP1 becomes higher than the inverting input, so that a high-potential signal is output therefrom. The high potential signal is outputted during the time Tos set by the capacitor Cos.
그리고 상기 단안정 멀티바이브레이터(MM1)의 고전위출력신호에 의해 제 2a 도가 보인 것과 같은 스위치(S1)가 반전입력단자쪽으로 접속되어 주파수발생부(1)는 리세트 모드로 동작하게 됨에 따라 커패시터(Cint)는 방전되어 연산증폭기(OP1)의 출력전압이 높아진다.The switch S1 as shown in FIG. 2A is connected to the inverting input terminal by the high potential output signal of the monostable multivibrator MM1, so that the frequency generator 1 operates in the reset mode. Cint is discharged to increase the output voltage of the operational amplifier OP1.
상기에서 시간 Tos 및 T1은 각기 커패시터(Cos) 및 양의 입력전압(Vin)에 의해 결정되는 것이므로, 입력전압(Vin)에 따라 T1은 달라지게 되어 주파수발생부(1)로부터 양의 입력전압(Vin)에 대한 주파수가 출력된다.Since the times Tos and T1 are determined by the capacitor Cos and the positive input voltage Vin, respectively, T1 is changed according to the input voltage Vin, so that the positive input voltage from the frequency generator 1 The frequency for Vin is output.
또 주파수발생부(1)로부터 출력된 주파수파형은 기준전압과 비교기(CP1)에서 비교되어 단안정 멀티바이브레이터(MM1)로부터는 Tos+T1을 주기로 하는 고전위펄스가 출력되므로 파형이 정형된다.The frequency waveform output from the frequency generator 1 is compared with the reference voltage by the comparator CP1, and the waveform is shaped since the high potential pulse with Tos + T1 is output from the monostable multivibrator MM1.
따라서 양의 전압이 그에 대응하는 주파수로 변환되는데, 입력전압이 음일 경우 그에 대응되는 주파수가 출력되지 않으므로 불편하였다.Therefore, a positive voltage is converted to a frequency corresponding thereto, but if the input voltage is negative, the corresponding frequency is not output, which is inconvenient.
이에 본 고안은 양, 음의 입력전압 모두에 대응하는 주파수를 출력시키게 안출한 변환기로서 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, the present invention is described in detail by the accompanying drawings as a transducer designed to output a frequency corresponding to both positive and negative input voltage as follows.
본 고안의 변환기는 제 4 도에 보인 것과 같이 반전입력단자 및 출력단자간에 커패시터(Cint)가 접속되고, 반전입력단자측에 입력전압(Vin)이 가해지는 연산증폭기(OP1)의 출력단자를 기준전압이 각기 설정되어 있는 음, 양의 입력전압(Vin)비교용 비교기(CP11), (CP12)의 반전입력단자 및 비반전입력단자와 공통접속하고, 이들 출력단자를 풀업용 전원(+Vs)측, 다이오드(D1),(D2)의 캐소우드, 플립플롭(FF1)의 입력단자(S), (R)와 각기 공통접속하며, 트리거단자(Tr)에 전원(+Vs)이 저항(R3), 다이오드(D1, D2)를 통해 접속되는 단안정 멀티바이브레이터(MM11)의 출력단자(Q)를 낸드게이트(NAND3), (NAND4)의 일측 입력단자에 공통접속하고, 타측 입력단자에는 상기 플립플롭(FF1)의 출력단자(Q1), ()를 각기 접속하여 상기 낸드게이트(NAND3), (NAND4)로부터 음의 전압 및 양의 전압에 대한 주파수가 출력되게 하고, 이 주파수로 전계효과트랜지스터(FET1),(FET2)의 온, 오프가 제어되어 상기 커패시터(Cint)를 방전시키도록 구성한 것으로, 이의 작용 및 효과는 아래와 같다.In the converter of the present invention, as shown in FIG. 4, the capacitor Cint is connected between the inverting input terminal and the output terminal, and the output terminal of the operational amplifier OP1 to which the input voltage Vin is applied to the inverting input terminal side is referred to. Common connection with the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of negative and positive input voltage (Vin) comparators (CP11) and (CP12) for which voltages are set, respectively, and these output terminals are for power-up (+ Vs) Commonly connected to the input terminals S and R of the cathodes of the diodes D1 and D2 and the flip-flop FF1, respectively, and a power supply (+ Vs) is connected to the trigger terminal Tr. ), The output terminal Q of the monostable multivibrator MM11 connected through the diodes D1 and D2 is commonly connected to one input terminal of the NAND gates NAND3 and NAND4, and the flip is connected to the other input terminal. Output terminal Q1 of the flop FF1, ( ) Are connected to the NAND gates NAND3 and NAND4 so that the frequencies for the negative voltage and the positive voltage are output, and the on / off control of the field effect transistors FET1 and FET2 is controlled at this frequency. The capacitor Cint is configured to be discharged, and its operation and effects are as follows.
먼저, 입력전압(Vin)이 양인 경우 커패시터(Cint)가 충전되며, 연산증폭기(OP1)의 출력전압인 음의 전압이 낮아지게 되어 비교기(CP11)의 비반전입력전압이 반전입력전압보다 항상 높으므로 이로부터는 고전위신호가 출력되고, 비교기(CP12)의 반전입력단자에 설정되어 있는 기준전압과 같아지는 때부터 이 비교기(CP12)로부터는 저전위 신호가 출력된다.First, when the input voltage Vin is positive, the capacitor Cint is charged, and the negative voltage, which is the output voltage of the operational amplifier OP1, is lowered so that the non-inverting input voltage of the comparator CP11 is always higher than the inverting input voltage. Therefore, a high potential signal is output therefrom, and a low potential signal is output from this comparator CP12 when it becomes equal to the reference voltage set at the inverting input terminal of the comparator CP12.
따라서 플립플롭(FF1)의 입력단자(S), (R)에 각각 고전위, 저전위신호가 입력되며, 출력단자(Q1), ()로는 각기 저전위, 고전위신호가 출력되어 낸드게이트(NAND3), (NAND4)의 일측 입력단자로 입력된다.Therefore, the high potential and low potential signals are input to the input terminals S and R of the flip-flop FF1, respectively, and the output terminals Q1 and ( The low potential and high potential signals are respectively output to NAND gates and input to one input terminal of the NAND gates NAND3 and NAND4.
한편, 비교기 (CP12)의 저전위 출력신호에 의해 다이오드(D2)가 온되어 단안정 멀티바이브레이터(MM11)가 다이오드(D2)의 양단전압인 저전위신호로 트리거됨에 따라 출력단자(Q)로 제 6c 도에 보인 바처럼 커패시터(Cos)에 의해 펄스폭(Tos)이 설정되는 고전위신호가 출력되어 낸드게이트(NAND3, NAND4)의 타측 입력단자에 가해진다.On the other hand, the diode D2 is turned on by the low potential output signal of the comparator CP12 so that the monostable multivibrator MM11 is triggered by the low potential signal, which is the voltage across the diode D2, to the output terminal Q. As shown in FIG. 6C, a high potential signal having a pulse width Tos set by the capacitor Cos is output and applied to the other input terminal of the NAND gates NAND3 and NAND4.
그러므로 낸드게이트(NAND3),(NAND4)로부터 각기 고전위, 저전위신호가 출력되고, 이에 의해 전계효과 트랜지스터(FET1), (FET2)가 각기 온, 오프된다.Therefore, high potential and low potential signals are respectively output from the NAND gates NAND3 and NAND4, and the field effect transistors FET1 and FET2 are turned on and off, respectively.
이때 커패시터(Cint)의 충전전압은 가변저항(VR1), 저항(R9, R13)을 통해 방전되어 연산증폭기(OP1)의 출력전압이 높아지며 비교기(CP12)로부터 고전위신호가 출력된다.At this time, the charging voltage of the capacitor Cint is discharged through the variable resistor VR1 and the resistors R9 and R13 to increase the output voltage of the operational amplifier OP1 and output a high potential signal from the comparator CP12.
이에 의해 다이오드(D2)도 오프되므로 단안정 멀티바이브레이터(MM11)에 고전위신호가 가해져 트리거되지 않으므로 저전위신호가 출력되고, 이 저전위신호에 의해 낸드 게이트(NAND3, NAND4)로부터 고전위신호가 출력된다.As a result, since the diode D2 is also turned off, a high potential signal is applied to the monostable multivibrator MM11 so that it is not triggered, and thus a low potential signal is output. Is output.
따라서, 전계효과트랜지스터(FET2)가 턴온되고, 이에 따라 커패시터(Cint)가 충전된다.Accordingly, the field effect transistor FET2 is turned on, thereby charging the capacitor Cint.
즉, 비교기(CP11)의 출력신호는 항상 고전위이고, 양의 입력전압(Vin)이 커패시터(Cint)에 충방전되어 비교기(CP12)에서 기준전압과 비교됨에 따라 그의 출력신호는 고전위 또는 저전위임과 아울러, 전계효과트랜지스터(FET2)에 의해 상기 커패시터(Cint)가 방전되므로 양의 전압에 대한 주파수 변환회로는 제 5 도에 보인 바와 같이 형성된다.That is, the output signal of the comparator CP11 is always high potential, and as the positive input voltage Vin is charged and discharged to the capacitor Cint and compared with the reference voltage in the comparator CP12, its output signal is either high potential or low potential. In addition to the delegation, since the capacitor Cint is discharged by the field effect transistor FET2, a frequency conversion circuit for positive voltage is formed as shown in FIG.
이에 의해 제 6 도의 파형도를 설명하면 입력전압(Vin)이 양의 전압일 때 커패시터(Cint)는 충방전하여 연산증폭기(OP1)의 출력전압은 제 6a 도에 보인 것과 같이 입력전압(Vin)에 대응하는 주파수를 갖게 되고, 상기 연산증폭기(OP1)의 출력전압은 비교기(CP12)에서 비교됨에 따라 제 6b 도에 보인 것과 같은 파형의 신호로 변환된 후, 제 6d 도에 도시한 바와같이 파형정형되어 출력된다.Thus, when the waveform diagram of FIG. 6 is described, when the input voltage Vin is a positive voltage, the capacitor Cint is charged and discharged, and the output voltage of the operational amplifier OP1 is as shown in FIG. 6A. The output voltage of the operational amplifier OP1 is converted into a signal having a waveform as shown in FIG. 6B as compared in the comparator CP12, and then a waveform as shown in FIG. 6D. It is formatted and output.
그리고 입력전압(Vin)이 음인 경우에는 커패시터(Cint)가 충전됨에 따라 연산증폭기(OP1)의 출력전압인 양의 전압이 높아지고, 따라서 비교기(CP11), 다이오드(D1), 낸드게이트(NAND1), (NAND3), 전계효과트랜지스터(FET1)는 양의 전압 입력시의 비교기(CP12), 다이오드(D2), 낸드게이트(NAND2), (NAND4), 전계효과트랜지스터(FET2)와 동일한 동작을 수행하게 되어 음의 전압에 대응하는 주파수가 출력된다.When the input voltage Vin is negative, as the capacitor Cint is charged, the positive voltage, which is the output voltage of the operational amplifier OP1, is increased, and therefore, the comparator CP11, the diode D1, the NAND1, NAND3 and field effect transistor FET1 perform the same operations as comparator CP12, diode D2, NAND gate NAND2, NAND4, and field effect transistor FET2 at a positive voltage input. The frequency corresponding to the negative voltage is output.
그러므로 음의 전압 입력시의 파형도인 제 7 도를 설명하면 커패시터(Cint)의 충방전에 의해 연산증폭기(OP1)의 출력전압은 제 7a 도에 보인 것처럼 입력전압(Vin)에 대응하는 주파수를 갖게 되고, 상기 연산증폭기(OP1)의 출력전압이 비교기(CP11)에서 비교되어 제 6b 도에 보인 것과 같은 파형의 신호로 변환된 후, 제 6d 도에 보인 것과 같이 파형정형되어 출력된다.Therefore, referring to FIG. 7, which is a waveform diagram at the time of negative voltage input, the output voltage of the operational amplifier OP1 is changed to the frequency corresponding to the input voltage Vin as shown in FIG. 7A by the charging and discharging of the capacitor Cint. The output voltage of the operational amplifier OP1 is compared in the comparator CP11 and converted into a signal having a waveform as shown in FIG. 6B, and then waveform-formed and output as shown in FIG. 6D.
이상의 상세한 설명과 같이 본 고안은 양의 전압 및 음의 전압을 그 전압에 대응하는 주파수로 변환시켜 전압값을 측정할 수 있게 해주는 편리함이 있다.As described above, the present invention has the convenience of converting a positive voltage and a negative voltage into a frequency corresponding to the voltage to measure a voltage value.
Claims (1)
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KR2019890004711U KR950006077Y1 (en) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Voltage/frequency transducer |
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KR2019890004711U KR950006077Y1 (en) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Voltage/frequency transducer |
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KR950006077Y1 true KR950006077Y1 (en) | 1995-07-27 |
Family
ID=19285234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR2019890004711U KR950006077Y1 (en) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Voltage/frequency transducer |
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KR (1) | KR950006077Y1 (en) |
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1989
- 1989-04-17 KR KR2019890004711U patent/KR950006077Y1/en not_active IP Right Cessation
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KR900019476U (en) | 1990-11-09 |
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