SU1023652A1 - Преобразователь напр жени в частоту - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержгиций первый интегратор , к выходу которого подключен вход компаратора, формирователь бипол рного напр жени , вход которого под- . ключей к выходу компаратора, второй, интегратор, вход которого подключен к выходу формировател  бипол рного напр жени , a выход - к первому входу первого интегр атора, и модул тор, вход которого соединен с входной шиной преобразовател , a управл ющий вход - с выходом компаратора, отличающийс  тем,, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введен третий интегратор, выполненный на операционном усилителе , резисторе и первом конденсаторе в цепи обратной св зи, параллельно которому через двухпозиционный переключатель , включены второй и третий конденсаторы, причем вход третьего интегратора подключен к выходу модул тора , выход - к вторежу входу первого интегратора, a управл ющий t вход двухпозиционного переключател  подключен к выходу компаратора. .

Description

to

оо да

ел

IND

Изобретение относитс  к информационно-измерит льной технике, в частности может быть использовано в аналого-цифровых преобразовател х и измерительных системах.

Известен преобразователь напр жени  в частоту, выполненный по принципу периодического интегрировани  и импульсной обратной св зи flj .

Его недостатком  вл ютс  ограниченные функциональные возможности.

Известен преобразователь напр жени  в частоту, содержащий первый интегратор, к выходу которого подключен вход компаратора, формирователь бипол рного напр жени , вход которого подключён к выходу компаратора, второй интегратор, вход которого подключен к выходу формировател  бипол рного напр жени , а выход - к первму входу первого интегратора, и моДУ л тор, вход которого соединен с вход ной шиной преобразовател , управл квдий вход - с выходом компаратора, а выход - со вторым входом первого интегратора 2 .

Однако данный .преобразователь не позвол ет выполн ть операцию извлечени  квадратного корн , т.е. имеет ограниченные функциональные возможности .

Целью,изобретени   вл етс  расширение функцональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь напр жени  в частоту, содержащий первый интегратор , к выходу которого подключен вход компаратора, формирователь би .пол рного напр жени , вход которого подключен к. выходу компаратора, второй интегратор, вход которого подключен к выходу формировател  бипол рного напр жени , а выход - к первому входу первого интегратора, и модул тор , вход которого соединен с входной тиной преобразовател , а управл ющий вход - с выходом компаратора, введен третий интегратор, выполненный на операционном усилителе, резисторе и первом конденсаторе в цепи обратной св зи, параллельно которому через двухпозиционный переключатель включены второй и третий конденсаторы , причем .вход третьего интегратора подключен к выходу модул тора , выход - к второму входу первого интегратора, а управл ющий вход двухпозиционного переключател  подключен к выходу компаратора.

На чертеже представлена функциональна  электрическа  схема преобразовател .

Устройство содержит hepвый интегратор 1, выход которого подключен к входу компаратора 2, выход которого через формирователь 3 бипол рного напр жени  подключен к входу второго Лнтегратора 4, выход которого подклю

чен к входу первого интегратора 1, модул тор 5, .вход которого подключен к входной шине преобразовател , управл ющий вход подключен к выходу компаратора 2, а выход через резйс-, тор 6 подключен к инвертирующему входу операционного усилител  7, выход которого подключен к второму входу первого интегратора 1, в цепь обратной св зи которого включен конденсатор 8, причем элементы 6,7 и 8 в совокупности образуют третий интегратор 9. Параллельно конденсатору 8 через двухпозиционный переключатель 10 включены конденсаторы 11 и 12. Управл ющий вход двухпозиционного переключател  10 подключен к выходу компаратора 2.

Устройство работает следук цим образом.

Входное напр жение Увхпосто нного тока, промодулированное модул тором 5, Управл емым импульсными напр жени ми пр моугольной формы от компаратора 2, поступает через резистор 6 на инвертирующий вход операционного усилите/1Я 7.

Двухпозиционный переключатель 10 работает таким .образом, что в течение одного полупериода промодулированного входного напр жени  к инвертирующему входу операционного усилител  7 подключен один конденсатор (например 11), а в течение другого второй (например 12). За счет такого включени  цепи обратной св зи операционного усилител  7 к. концу каждого полупериода модулирук цего напр жени  напр жение на конденсаторе 8, а следовательно, и на выходе операционного усилител  7 поочередно равно напр жени м на конденсаторах 11 и 12. Конденсаторы 11 и 12 зар жаютс  током противоположного направлени , протекающим через резистор 6 до напр жени  равной величины противоположной пол рности. При неизменном входном напрошлении ток через резистор 6 компенсирует изме1Гение напр жени  на конденсаторах 11 и 12, вызываемое перезар дом конденсатора 8. Пусть, например, в рассматриваемый момент времени к инвертирукадему входу операционного усилител  7 подключен конденсатор 12, при этом напр жение на конденсаторе 8 равно Ujj,,В момент очередной коммутации nepei ключател  10 конденсатор 12 отключаетс  от инвертируквдего входа операционного усилител  7, а конденсатор 11 подключаетс  к нему. В течение следукицего полупериода напр жение на конденсаторе 12 не измен етс . Напр жение на конденсаторе 8 в момент коммутсщии равно этому напр жению .

Напр жение на конденсаторе 11 в .этот момент времени имеет напр жение и gjjix (в течение предьщущего полу периода оно не измен етс , так как конденсатор 11 отключен). При подключении конденсатора 11 к инвертирук цему входу операционного усилител  7 в течение весьма короткого промежутка времени происходит перез р д конденсатора 8, величина емкост которого во много раз меньше величи ны емкости конденсаторов 11 и 12 (C ) . Это приводит к изменению зар да конденсатора 11 на величину &q 2C8UgH4 ,(1). где - изменение величины зар да конденсаторов 8 и 11; Сд - величина емкости конденсатора 8. В течение очередного полупериода это изменение зар да компенсируетс  током, протекающим через резистор 6 причем U8X . Т величина входного напр жени  ; величина сопротивлени  резистора 6; период изменени  управл ющего напр жени  (выходного напр жени  компаратора 2) . Из выражений (1) и (2) следует, что выходное напр жение операционнргч усилител  7 равно 4/RjCg - 4fR6C8 где f частота выходных импульсов компаратора, выход которого  вл етс  выходом преобразовател . При Cg«C (С, - величина емкости конденсатора 11) напр жение на выходе операционного усили;|гел  7 в течение одного полупериода измен ет- 45 с  пренебрежимо мало. Таким образом, на первый вход первого интегратора , где И что или « Т ных выпо ратн цион тел  подаетс  бипол рное напр жение пр моугольной формы, амплитудное значение которого в соответствии с выражением (3) пропорционально входному напр жению и обратно пропорционально частоте. Выходное напр жение операционного усилител  7 интегрируетс  первым интегратором 1, причем выходное напр жение этого интегратора измен етс  по линейному закону в пределах порогов срабатывани  и отпускани  компаратора 2. Формирователь бипол рного напр жени  3 и второй интегратор 4 служат дл  компенсации посто нной составл ющей напр жени  на входе интегратора 1. В течение каждого полупериода напр жение на выходе интегратора 1 измен етс  на величину, равную разности порогов срабатывани  и отпускани  компаратора 2. Таким образом, частота следовани  выходных импульсов преобразовател  определ етс  выражением 2( Uj. и Ug- величина порогов срабатывани  и отпускани  компаратора 2 соответственно; 2 - посто нна  времени инте-грировани  интегратора 1, з выражений (3) и (4) следует, 8(Uc-UonR C0 f .(i)| H8(, аким образом, за счет предложенотличий достигаетс  возможность лнени  операции извлечени  квадого корн , т.е. расшир ютс  функальные возможности преобразова .

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

   В ЧАСТОТУ, содержащий первый интегратор, к выходу которого подключен вход компаратора, формирователь биполярного напряжения, вход которого под- . ключей к выходу компаратора, второй, интегратор, вход которого подключен к выходу формирователя биполярного напряжения, а выход - к первому входу первого интегратора, и модулятор, вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а управляющий вход - с выходом компаратора, отличающийся тем,, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен третий интегратор, выполненный на операционном усилителе, резисторе и первом конденсаторе в цепи обратной связи, параллельно которому через двухпозиционный переключатель'. включены второй и третий конденсаторы, причем вход третьего интегратора подключен к выходу модулятора, выход - к второму входу первого интегратора, а управляющий вход двухпоэиционного переключателя подключен к выходу компаратора. ,

   SU „1023652 бипок первои модуС ВХОД-4М