RU1795549C

RU1795549C - Voltage-to-time converter

Info

Publication number: RU1795549C
Application number: SU894699512A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Турченков
Original assignee: В.И.Турченков
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Изобретение относитс к области автоматики и может быть использовано при создании аналого-цифровых преобразователей посто нного и переменного тока, а также в устройствах первичной обработки информации . Цель изобретени - повышение достоверности результата преобразовани . Устройство выполнено на компараторе, операционном усилителе, счетчике импульсов , преобразователе код-напр жение, двух резисторах и трех диодах. Введение операционного усилител , резисторов и диодов позволило исключить по вление ложных импульсов при любых колебани х входного напр жени (за период после формировани задн его фронта выходного импульса и до момента прихода тактового импульса).2 ил.The invention relates to the field of automation and can be used to create analog-to-digital DC and AC converters, as well as in primary information processing devices. The purpose of the invention is to increase the reliability of the conversion result. The device is implemented on a comparator, an operational amplifier, a pulse counter, a code-voltage converter, two resistors and three diodes. The introduction of an operational amplifier, resistors, and diodes made it possible to exclude the appearance of false pulses at any input voltage fluctuations (during the period after the formation of its trailing edge of the output pulse and until the arrival of a clock pulse). 2 ill.

Description

Изобретение относитс к импульсной технике и автоматике и предназначено дл формировани импульсов, длительность которых пропорциональна амплитуде входного посто нного напр жени .The invention relates to pulse technology and automation, and is intended to generate pulses, the duration of which is proportional to the amplitude of the input constant voltage.

Известен преобразователь напр жение1 - врем , содержащий компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом преобразовател код - напр жение, входы которого соединены соответствующими выходами счетчика импульсов, вход установки в исходное состо ние которого вл етс шиной тактовых импульсов, шину образцовой частоты.Known voltage converter 1 is a time containing a comparator, the inverting input of which is connected to the output of the code-voltage converter, the inputs of which are connected by the corresponding outputs of the pulse counter, the initial setting of which is the clock pulse bus, the reference frequency bus.

Недостатком известного технического решени вл етс его мала достоверность выходной информации дл случаев, когда изменение входного напр жени за врем между тактовыми импульсами существенными , в св зи с чем в известном устройстве формируетс импульс, длительность которого существенно не пропорциональна входному напр жению.A disadvantage of the known technical solution is its low reliability of the output information for cases where the input voltage change between the clock pulses is significant, and therefore a pulse is generated in the known device, the duration of which is not substantially proportional to the input voltage.

Целью изобретени вл етс повышение достоверности результата преобразовани , путем исключени формировани выходного импульса в течении времени между тактовыми импульсами, при любых изменени х выходного напр жени в течении времени между тактовыми импульсами, которое при некоторых случаев может исчисл тьс часами,The aim of the invention is to increase the reliability of the conversion result, by eliminating the formation of the output pulse during the time between clock pulses, for any changes in the output voltage during the time between clock pulses, which in some cases can be calculated in hours.

Указанна цель достигаетс тем, что в преобразователи напр жение - врем , содержащем компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом преобразовател код-напр жение, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, вход установки в исходное состо ние которого вл етс шиной тактовых импульсов, шину импульсов образцовой частоты, дополнительно введены операционный усилитель, первый и второй ограничивающие элементы, выполненные на резисторах, и первый, второй и третий выпр мительные элементы, выполненные на диодах, причем инвертируЁThis goal is achieved by the fact that in voltage converters is time, containing a comparator, the inverting input of which is connected to the output of the code-voltage converter, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the pulse counter, the initial setting of which is the clock pulse bus, impulse bus of reference frequency, an operational amplifier, first and second limiting elements made on resistors, and first, second and third rectifying elements, additionally introduced diodes, and invert

Ы ОS Oh

ел ел юate ate

ющий вход отерационнбго усилител через первый резистор подключен к общей шине и непосредственно соединен с катодами первого и второго диодов и входам разрешени записи счетчика импульсов, счетный вход которого вл етс шиной образцовой частоты, а вход установки в исходное состо ние подключен к аноду первого диода, анод второго диода вл етс выходной шиной и подключен к выходу компаратора, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом второго резистора, с анодом третьего диода и объединен с инвертирующим входом операционного усилител , выход которого соединен с катодом третьего диода, а второй вы вод от второго резистора вл етс входной шиной.The input input of the amplifier through the first resistor is connected to a common bus and is directly connected to the cathodes of the first and second diodes and to the recording enable inputs of a pulse counter, the counter input of which is the reference frequency bus, and the setup input is connected to the anode of the first diode, the anode the second diode is the output bus and is connected to the output of the comparator, the inverting input of which is connected to the first output of the second resistor, with the anode of the third diode and combined with the inverting input of the operational th amplifier output is connected to the cathode of the third diode, and the second you water from the second resistor is input bus.

На фиг,1 показана схема преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы,Fig. 1 shows a converter circuit; figure 2 - timing diagrams,

Преобразователь содержит компаратор 1, операционный усилитель 2, токоогранй- чительные элементы 3 и А, выпр мительные . элементы 5-7, входна шина 8, выходйа шина 9, обща шина 10, шина тактовых импульсов 11, шина 12 образцовой частоты, преобразователь 13 код- напр жение, счетчик 14 импульсов, у которого вход 15 установки в исходное состо ние, вход 16 - счетный вход 17 разрешени счета.The converter contains a comparator 1, an operational amplifier 2, current-limiting elements 3 and A, rectifier. elements 5-7, input bus 8, output bus 9, common bus 10, clock bus 11, reference frequency bus 12, code-voltage converter 13, pulse counter 14, in which the input 15 is reset, input 16 - counting input 17 authorization account.

Работа преобразовател напр жени - врем заключаетс в следующем.The operation of the voltage converter - the time is as follows.

В отсутствие входного напр жени на шине 8 и импульсов на шинах 11 и 12 напр жени с выхода операционного усилител 2, компаратора 1 и на шине 9 равно нулю.In the absence of an input voltage on bus 8 and impulses on busbars 11 and 12, the voltage from the output of operational amplifier 2, comparator 1 and bus 9 is zero.

В момент времени ti на шину 11 пришел тактовый импульс, который по входу 15 установки в исходное состо ние, установил счетчик 14 в состо ние равное нулю и одновременно через диод 6 подан на вход 17 разрешени счета, на выходе операционного усилител сформировалось на врем длительности - тактового импульса положительное напр жение, которое сместило диод 5 в. обратном направлении, выходное напр жение на выходе компаратора 1 и выходной шине 9 осталось равным нулю, из-за того, что нулю равно напр жение на входной шине 8.At time ti, a clock pulse came to bus 11, which, at the input 15 of the installation to its initial state, set the counter 14 to zero and at the same time through the diode 6 it was applied to the input 17 of the resolution resolution, the output of the operational amplifier was formed for a duration of clock pulse is the positive voltage that displaced the 5v diode. in the opposite direction, the output voltage at the output of the comparator 1 and the output bus 9 remains equal to zero, due to the fact that the voltage at the input bus 8 is equal to zero.

Это одно из достоинств рассматриваемого преобразовател напр жение - врем . После формировани заднего фронта тактового импульса происходит запрет по входу 17 счета импульсов образцовой частоты, подаваемых на его счетный вход, из-за нулевого потенциала на входе разрешени 17.This is one of the advantages of the voltage converter under consideration - time. After the trailing edge of the clock pulse is formed, the input 17 counts the impulses of the reference frequency supplied to its counter input, there is a ban due to the zero potential at the resolution input 17.

В момент времени t2 напр жение UBx на шине 8 стало отлично от положительную пол рность. В св зи с этим формируетс оптимальное напр жение на выходе операционного усилител 2 с такой амплитудой , котора компенсирует положительное напр жение UBx и на его инверсномAt time t2, the voltage UBx on bus 8 became different from the positive polarity. In this regard, the optimal voltage is generated at the output of the operational amplifier 2 with such an amplitude that compensates for the positive voltage UBx and its inverse

выходе образует потенциал равный потенциалу на его неинвертирующем входе, т.е. равным нулю.the output forms a potential equal to the potential at its non-inverting input, i.e. equal to zero.

Выходное напр жение при этом на шине 9 продолжает оставатьс равным нулю,The output voltage on the bus 9 continues to remain equal to zero,

как бы не увеличивалось напр жение UBX.no matter how the voltage of the UBX increases.

В этом именно и заключаетс преимущество предложенного технического решени относительно известного, в котором в этот момент времени ta формируетс выходной импульс, длительность которого существенно не пропорциональна величине входного напр жени .This is precisely the advantage of the proposed technical solution relative to the known one, in which at this moment in time ta an output pulse is generated, the duration of which is not substantially proportional to the magnitude of the input voltage.

В предложенном техническом решении период между тактовыми импульсами допускаетс любым, т.е. оно способно ответить на запрос кака величина входного напр жени в данный момент времени - времени прихода тактового импульса - момент времени ta. После момента времени ts на вы.хрде компаратора 1 формируетс положительное напр жение, которое через диод 7 поступает на неинвертирующий вход операционного усилител 2, вследствие чего на его выходе формируетс положительное напр жение, и на вход 17 разрешение счета, который начинает счет импульсов образцовой частоты, поступающих на шину 12. По мере увеличени кода счетчика 14 увеличиваетс напр жение с выхода преобразовател 13 код- напр жени и на инверсном выходе компаратора 1. Когда это напр жение превысит напр жение UDx, напр жение на выходе компаратора 1 и выходной шине 9 станет равным нулю, поэтому станет равным нулю и напр жение на неинвертирующем входе операционного усил ител 2, и входе 17 разрешени счета и счетчик 14 замирает до прихода следующего тактового импульса. Напр жение же на неинвертирующем входе компаратора 1 становитс равным нулю при любой величине UDx и далее остаетс тактовым до прихода следующего тактовоУо импульса на шину 11.In the proposed technical solution, the period between clock pulses is allowed by any, i.e. it is able to respond to a query about the magnitude of the input voltage at a given time - the time of arrival of the clock pulse - the time ta. After the time ts, a positive voltage is generated at the output of the comparator 1, which is fed through the diode 7 to the non-inverting input of the operational amplifier 2, as a result of which a positive voltage is generated at its output, and the input 17 enables the counting, which starts the pulse counting of the reference frequency received on bus 12. As the counter code 14 increases, the voltage increases from the output of code-voltage converter 13 and to the inverted output of comparator 1. When this voltage exceeds the voltage UDx, the voltage During the comparator 1 and the output line 9 becomes zero, so becomes zero and the voltage at the noninverting input of the operational GAIN Ithel 2 and inlet 17 by allowing the counter 14 and stops before the arrival of the next clock pulse. The voltage at the non-inverting input of the comparator 1 becomes equal to zero for any value of UDx and then remains clocked until the next clock pulse V0 arrives on bus 11.

Длительность выходного импульса определ етс временем набора кода счетчиком 14 до величины соответствующей величине напр жени на входной шине 8 UBX. В тех случа х, когда это врем более времени периода тактовых импульсов напр жение на выходе компаратора 1 остаетс положительным без вс кого провала в моменты подачи импульса на шину 11. Это второе достоинство предложенного технического решени ,The duration of the output pulse is determined by the code entry time by the counter 14 to the value corresponding to the voltage value on the input bus 8 UBX. In cases where this time is more than the time of the period of the clock pulses, the voltage at the output of the comparator 1 remains positive without any failure at the moment of applying the pulse to the bus 11. This is the second advantage of the proposed technical solution,

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A voltage converter is a time comprising a comparator, the inverting input of which is connected to the output of the code-voltage converter, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the pulse counter, the initial setting of which is a clock pulse bus, an exemplary pulse bus frequency, characterized in that, in order to increase the reliability of the conversion result, an operational amplifier, the first and second current-limiting elements and the first, second and third are introduced into it the rectifier elements, the non-inverting input of the operational amplifier through the first current-limiting element connected to the common bus and directly connected to the first terminals of the first and second rectifier elements and the recording enable input of the pulse counter, the counting input of which is the pulse bus of the reference frequency, and the installation input is connected to the second terminal of the first rectifier element, the second terminal of the second rectifier element is the output bus and is connected to an ode to a comparator, the non-inverting input of which is connected to the first terminal of the second current limiting element, with the first terminal of the third rectifier element and is combined with the inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected to the second terminal of the third rectifier element, and the second output of the second current-limiting element is input bus.