SU1091336A1 - Voltage-to-time interval converter - Google Patents

Voltage-to-time interval converter Download PDF

Info

Publication number
SU1091336A1
SU1091336A1 SU823471640A SU3471640A SU1091336A1 SU 1091336 A1 SU1091336 A1 SU 1091336A1 SU 823471640 A SU823471640 A SU 823471640A SU 3471640 A SU3471640 A SU 3471640A SU 1091336 A1 SU1091336 A1 SU 1091336A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
operational amplifier
key
switch
Prior art date
Application number
SU823471640A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Андреев
Владимир Дмитриевич Михотин
Эдуард Константинович Шахов
Виктор Михайлович Шляндин
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
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 Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU823471640A priority Critical patent/SU1091336A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1091336A1 publication Critical patent/SU1091336A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Изобретение относитс  к электроиэмеретг м и может быть использовано в качестве функционального блока в специальных и универсальных измерительных приборах и системах, Известны преобразователи напр жени  и интервал времени, содержащие переключатель, операционный усилитель и резисторы, в которых полностью устранены погрешности, обусловленные вли нием остаточных параметров ключей в цеп  преобразуемого и опорного напр жений ij . Однако в данных устройствах точность преобразора1 и  ciTiecTBeHUbw образом зависит от стабильности отношени  четырех резисторов, вход щих в формулу преобразовани . Кроме того, данные устройства отличаютс  сложноетью схемной реализации, что приводит к повьшенной мощности, потребл емой схемой, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  /преобразователь напр жени  в интервал времени, содержащий ключ и переключатель , два операционных усилител , ин варьирующий вход первого из которых соединен с первым выводом первого резистора , первым выводом ключа -и первой обкладкой интегрирующего конденсатора , выход первого операционного усилител  соединен с первым входом переключател , выход которого подключен к второй обкладке интегрирующего конденсатора, выход второго операцион ного усилител  соединен с вторым входом переключател , управл ющие входы ключа и переключател  соединены с соответствующими выходами блока управле ки , первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов опорного напр жени  2J , Недостатками известного устройстза  вл ютс  низка  точность, обусловленна  нестабильностью сопротивлений резисторов в цеп х преобразуемого и опорного напр жений и низкое входное сопротивление, Цель изобретени  - повьшюние то.ч нести преобразовани  и входного сопротивлени  . Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь напр жени  в интервал времени, содержащий ключ и переключатель, диа операционных уси- лител , инвертирующий вход первого из которых соединен с первым выводом первого резистора, первым выводом ключа и первой обкладкой интегрирующего конденсатора, выход первого операционного усилител  соединен с первым входом переключател , выход которого подключен к второй обкладке интегрирз тощего конденсатора, выход второго операционного усилител  соедийен с вторым входом переключател , управл юпще входы ключа и переключател  соединены с соответствующими выходами блока управлени , первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых -импульсов опорного напр жени , введены дополнительные операционньй усилитель и ключ, включенньш между выходом и инвертируюгшм входом дополнительного операционного усилител , указанный вход которого соединен с второй обкладкой интегрирующего конденсатора, неинвертируюпдай вход с щиной опорного напр жени  и неинвертирующим входом второго операционного усилител , инвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен К; общей шине, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилител  подключен к шине преобразуемого сигнала, выход второго операционного усилител  соединен с выходом ключа, а выход дополнительного операционного усилител  соединен с вторым входом блока управлени , причем управл ющий вход дополнительного ключа подключен к управл ющему входу ктпоча. На фиг, 1 и 2 представлег-гы соответственно функциональна  схема преобразовател  напр жени  в интервал времени и временные диаграммы, по сн ющие его работу. Предлагаемое устройство содержит резистор 1, шину 2 опорного напр жени , операционные усилител  3, 4 и 5, ключи 6 и 7, переключатель 8, конденсатор 9j генератор 10 тактов, блок 11 управлени , точки 12-15, Инвертирующий вход первого операционного усилител  5 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилител  3, первой обкладкой конденсатора 9 и через резистор 1 подключен к шине земл , Выходы первого 5 и второго 3 операционных усилителей соединены с выходами переключател  8, вход которого подключён к второй обкладке кортдег1сатора 9 и инвертирующему входу третьего операционного усилител  4. Первый ключ 6 соедин ет выход первого операционного усилител  5 с его неинвертирующим входом. Второй ключ 7 соедин ет выход третьего операционного усилител  4 с его неинвертирующем входом. Управл ющие входы ключей fi и 7 и переключател  8 соединены с выходами блока 11 управлени , а входы блока 1 соединены соответственно с выходом генератора 10 тактов и выходом опера ционного усилител  4. Шина 2 опорног напр жени  подключена к неинвертирую щим входам первого 5 и третьего 4 операционных усилителей, Bxoд схемы  вл етс  неинвертирующим входом второго операционного усилител  3, Диаграммы 12-15 (биг, 2) соответствуют точкам 12-15 на фиг, 1, Работа преобразовател  напр жени  в интервал времени осуществл етс  следую11Ц1м образом, В начале цикла преобразовани  в момент времени tg (фиг, 2) по команде с выхода генератора 10 тактов переключатель 8 подключает обкладку конденсатора 9 к выходу операционного усилител  3. В результате этого конденсатор 9 зар жаетс  током, пропорциональным входному напр жению U и в момент времени t (фиг, 2) конденсатор 9 зар жаетс  до напр жени  Ux(t,-to) где R и С- - значени , соответствен но, сопротивлени  рези тора 1 и емкости конденсатора 9, В момент времени t переключатель 8подключает обкладку конденсатора 9к выходу операционного усилител  5 в результате чего конденсатор разр жаетс  током, пропорциональным UQ. Момент времени t (фиг, 2), значение которого определ етс  из соотношени  U, (t, -tp ) Uo(tg-t.) R|Co характеризуетс  равенством нулю напр жени  на конденсаторе 9, В этот момент времени выходное напр жение операционного усилител  4 измен етс  скачком и переводит триггер блока 11 в единичное состо ние, В результа1е этого открываютс  ключи 6 и 7, фикси ру  равным нулю напр жение на конден саторе 9, Ключи fi и 7 остаютс  откры тыми до начала следующего цикла преобразовани  (момент t, фиг, 2), когда по команде с генератора 10 тактов . триггер блока 11 возвращаетс  в исходное состо ние. Информативный интервал времени ДТ (t,-tj не зависит от значений параметров элементов схемы. По сравнению с устройством-прототипом повышение точности преобразовани  достигаетс  за счет облегчени  режима работы источника опорного напр жени , который в предлагаемом устройстве работает практически в режиме холостого хода при неизменной нагрузке, В силу этого в качестве источника опорного напр жени  в устройстве можно использовать нормальный элемент, Поскольку к вькодному сопротивлению источника опорного напр жени  не предъ вл етс  жестких требований, то источник Ug может быть маломощным, Таким образом, одновременно с повышением точности достигаетс  снижение потребл емой мощности. Дл  сравнени  технико-экономических показателей в качестве базового объекта выбран микроэлектронный преобразователь напр жени  в интервал времени Щ5863 фирмы США National Semikand, имеющий погрешность 0,05%, потребл ема  мощность ПНВ-570 мВт, врем  преобразовани  40 мс, В отличие от базового объекта в предлагаемом преобразователе в качестве опорного источника используетс  нормальный элемент, что дает возможность уменьшить потребл емую мощность в 2 раза. При этом точность, котора  в базовом объекте определ етс  стабильностью опорного источника, в за вл емом устройстве может быть увеличена на пор док, так как в отличие от стабилизаторов , примен ющихс  в качестве опорного источника, стабильность нормального элемента на пор док выше . Таким образом, можно сделать вывод , что технико-экономические показатели предлагаемого устройства с учетом обоснованной выгае перспективы его изготовлени  н микроэлектронмом исполнении  вл ютс  достаточно высокими .The invention relates to electrical parameters and can be used as a functional unit in special and universal measuring instruments and systems. Voltage transducers and time intervals are known, which include a switch, an operational amplifier and resistors, in which errors due to residual key parameters are completely eliminated. into chains of transformed and reference stresses ij. However, in these devices, the accuracy of the transducer 1 and ciTiecTBeHUbw depends on the stability of the ratio of the four resistors included in the conversion formula. In addition, these devices are distinguished by the complexity of the circuit implementation, which leads to increased power consumption by the circuit. The closest in technical essence to the present invention is a voltage converter in a time interval containing a key and a switch, two operational amplifiers, an input input of the first of which is connected to the first output of the first resistor, the first output of the key and the first plate of the integrating capacitor, the output of the first operational amplifier is connected to the first input of the switch, the output of which is connected to the second plate of the integrating capacitor, the output of the second op amp is connected to the second input of the switch, the control inputs of the key and the switch are connected to the corresponding outputs of the control unit, the first input of which is connected to the output of the voltage pulse generator of the reference voltage 2J, Disadvantages of the known the device is of low accuracy due to the instability of the resistances of the resistors in the circuits of the transformed and reference voltages and low input resistance s, target invention - povshyunie to.ch carry and converting the input resistance. The goal is achieved by the fact that in a voltage converter in a time interval containing a key and a switch, an operating amplifier, the inverting input of the first of which is connected to the first output of the first resistor, the first output of the key and the first plate of the integrating capacitor, the output of the first operational amplifier is connected with the first input of the switch, the output of which is connected to the second plate of the integrated capacitor, the output of the second operational amplifier is connected to the second input of the switch, pn The key and switch inputs are connected to the corresponding outputs of the control unit, the first input of which is connected to the output of the clock voltage generator of the reference voltage, an additional operational amplifier and key are inserted between the output and the inverting input of the additional operational amplifier, the specified input of which is connected to the second lining the integrating capacitor, a non-inverted input with a voltage reference and a non-inverting input of the second operational amplifier, inverting whose input is connected to the first output of the first resistor, the second output of which is connected To; the common bus, the non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the converted signal bus, the output of the second operational amplifier is connected to the output of the key, and the output of the additional operational amplifier is connected to the second input of the control unit, and the control input of the additional key is connected to the control input of the ktpocha. Figs 1 and 2 respectively represent a functional diagram of a voltage-to-time converter and timing diagrams explaining its operation. The proposed device contains a resistor 1, a reference voltage bus 2, an operational amplifier 3, 4 and 5, keys 6 and 7, a switch 8, a capacitor 9j generator of 10 cycles, a control unit 11, points 12-15, the inverting input of the first operational amplifier 5 is connected with the inverting input of the second operational amplifier 3, the first plate of the capacitor 9 and through a resistor 1 is connected to the ground bus, the outputs of the first 5 and second 3 operational amplifiers are connected to the outputs of the switch 8, the input of which is connected to the second plate of the cortex 9 and the investor tiruyuschemu input of the third operational amplifier 4. The first switch 6 connects the output of the first operational amplifier 5 with its non-inverting input. The second switch 7 connects the output of the third operational amplifier 4 to its non-inverting input. The control inputs of the keys fi and 7 and the switch 8 are connected to the outputs of the control unit 11, and the inputs of the block 1 are connected respectively to the generator output of 10 cycles and the output of the operational amplifier 4. The bus 2 of the reference voltage is connected to the non-inverting inputs of the first 5 and third 4 operational amplifiers, the output of the circuit is the non-inverting input of the second operational amplifier 3, Diagrams 12-15 (big, 2) correspond to points 12-15 in FIG. 1, the voltage converter operates in the following time interval, at the beginning of the cycle At the time tg (FIG. 2) generated by the output from the generator of 10 cycles, the switch 8 connects the capacitor 9 plate to the output of the operational amplifier 3. As a result, the capacitor 9 is charged with a current proportional to the input voltage U and at time t , 2) the capacitor 9 is charged to the voltage Ux (t, -to) where R and C- are the values, respectively, of the resistor 1 and the capacitance of the capacitor 9, At time t, the switch 8 connects the capacitor 9 capacitor output to the output of the operational amplifier 5 causing conden The capacitor is discharged by a current proportional to UQ. The time t (FIG. 2), whose value is determined from the relation U, (t, -tp) Uo (tg-t.) R | Co is characterized by the equal to zero voltage on the capacitor 9, At this point in time the output voltage of the operating voltage the amplifier 4 changes abruptly and sets the trigger of the block 11 to the single state. As a result, the keys 6 and 7 are opened, the voltage on the capacitor 9 is fixed to zero, the keys fi and 7 remain open until the beginning of the next conversion cycle (the moment t , fig, 2), when the command from the generator 10 cycles. the trigger of block 11 is reset. The informative time interval DT (t, -tj does not depend on the values of the parameters of the circuit elements. Compared to the prototype device, the conversion accuracy is improved by facilitating the operation of the reference voltage source, which in the proposed device operates practically in idle mode at constant load Because of this, a normal element can be used as a source of reference voltage in the device, since there is no strict requirements, the source of Ug can be low-power, Thus, at the same time as the accuracy is increased, a reduction in power consumption is achieved.For the comparison of technical and economic indicators, a microelectronic voltage converter in the US National Semikand time interval of 5863 has been selected as the basic object. , 05%, the power consumption of the NVD is 570 mW, the conversion time is 40 ms. Unlike the base object, the proposed converter uses a normal element as a reference source, which makes it possible to reduce power consumption by 2 times. At the same time, the accuracy, which in the base object is determined by the stability of the reference source, can be increased by an order of magnitude in the device, since, unlike stabilizers used as a reference source, the stability of a normal element is an order of magnitude higher. Thus, we can conclude that the technical and economic indicators of the proposed device, taking into account the reasonable prospects of its manufacture and microelectronic performance, are quite high.

fput.lfput.l

и.and.

vv

1313

и„and"

IllIll

/5fj/ 5fj

If г If g

иand

фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий ключ и переключатель, два операционных усилителя, инвертирующий вход первого из которых соединен с первым выводом первого резистора, входом ключа и первой обкладкой интегрирующего конденсатора, выход первого операционного усилителя соединен с первым входом переключателя, выход которого подключен к второй обкладке интегрирующего конденсатора, выход второго операционного усилителя соединен с вторым входом переключателя, управляющие входы ключа и переключателя соединены с Соответствующими выходами блока управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и входного сопротивления, в него введены дополнительные операционный усилитель и ключ, включенный между выходом и инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, указанный вход которого соединен с второй обкладкой интегрирующего конденсатора, неинвертирующий вход с шиной опорного напряжения и неинвертирующим входом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к шине преобразуемого сигнала, выход второго операционного усилителя соединен с выходом ключа, а выход дополнительного операционного усилителя соединен с вторым входом блока управ-> пения, причем управляющий вход дополнительного ключа подключен к управляющему входу ключа.THE INTERVAL VOLTAGE CONVERTER, containing a key and a switch, two operational amplifiers, an inverting input of the first of which is connected to the first output of the first resistor, a key input and the first lining of the integrating capacitor, the output of the first operational amplifier is connected to the first input of the switch, the output of which is connected to the second integrating capacitor plate, the output of the second operational amplifier is connected to the second input of the switch, the control inputs of the key and switch are connected to the corresponding outputs of the control unit, the first input of which is connected to the output of the reference voltage clock generator, characterized in that, in order to increase the conversion accuracy and input resistance, an additional operational amplifier and a key are inserted into it, connected between the output and the inverting input of the additional operational amplifier, the specified input of which is connected to the second lining of the integrating capacitor, a non-inverting input with a voltage reference bus and a non-inverting input of the second an operational amplifier, the inverting input of which is connected to the first output of the first resistor, the second output of which is connected to a common bus, while the non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the bus of the converted signal, the output of the second operational amplifier is connected to the output of the key, and the output of the additional operational amplifier is connected to the second input of the control unit-> singing, and the control input of the additional key is connected to the control input of the key. SU „„ 1091336SU „„ 1091336
SU823471640A 1982-07-19 1982-07-19 Voltage-to-time interval converter SU1091336A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823471640A SU1091336A1 (en) 1982-07-19 1982-07-19 Voltage-to-time interval converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823471640A SU1091336A1 (en) 1982-07-19 1982-07-19 Voltage-to-time interval converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1091336A1 true SU1091336A1 (en) 1984-05-07

Family

ID=21022787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823471640A SU1091336A1 (en) 1982-07-19 1982-07-19 Voltage-to-time interval converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1091336A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Шахов Э.К. Частотно- и врем - импульсные измерительные развертывающие преобразопатели, Пенза, 1978, с. 84. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке N 3455463/21, кл. Н 03 К 13/20, 18.06.82. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1091336A1 (en) Voltage-to-time interval converter
WO1985001847A1 (en) Current-impulse converter circuit with variable time constant
SU1091334A1 (en) Voltage-to-time interval converter
SU798903A1 (en) Analogue-digital function generator
SU1166146A1 (en) Logarithmic function generator
SU809392A1 (en) Analogue storage
JPH0648434Y2 (en) Voltage-pulse width converter
SU940086A1 (en) Digital capacity meter
SU1559301A1 (en) Energy meter
SU756424A1 (en) Logaritmic analogue-digital converter
SU409648A1 (en) Converter for converting parameters of complicated electric circuits into time intervals
SU855994A1 (en) Voltage-to-time inverter converter
JP2674282B2 (en) Electronic watt-hour meter
SU1543268A1 (en) Pressure relay
SU1265735A1 (en) Digital variable voltage converter
SU819733A1 (en) Power meter
SU1008900A1 (en) Code-to-analogue converter
SU1580260A1 (en) Strain bridge signal-to-time interval converter
SU752370A1 (en) Logarithmic analogue-digital converter
SU1282331A1 (en) Voltage-to-time interval converter
SU1320847A1 (en) Analog memory
SU624364A1 (en) Analogue-digital converter
SU1364999A1 (en) Device for measuring parameters of sub x c sub x two-terminal networks incorporated in tri-pole closed electric circuit
SU1029187A1 (en) Integrator
SU883924A1 (en) Function generator