SU1111253A1 - Voltage-to-frequency converter - Google Patents

Voltage-to-frequency converter Download PDF

Info

Publication number
SU1111253A1
SU1111253A1 SU833543409A SU3543409A SU1111253A1 SU 1111253 A1 SU1111253 A1 SU 1111253A1 SU 833543409 A SU833543409 A SU 833543409A SU 3543409 A SU3543409 A SU 3543409A SU 1111253 A1 SU1111253 A1 SU 1111253A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
trigger
switch
comparator
Prior art date
Application number
SU833543409A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Волков
Александр Васильевич Голубев
Алексей Григорьевич Петров
Евгений Вадимович Шумаров
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3697
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 Предприятие П/Я А-3697 filed Critical Предприятие П/Я А-3697
Priority to SU833543409A priority Critical patent/SU1111253A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1111253A1 publication Critical patent/SU1111253A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий компаратор, элемент И-НЕ, интегратор, первьй вход которого  вл етс  входом устройства ,, a выход подключен к входу ком-паратора , генератор тактовой частоты, первьй триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, источник эталонного тока,и коммутатор , выход которого подключен к второму входу интегратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два элемента И, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки. одновибратор, и реверсивный переключатель , причем первый вход первого элемента И подключен к выходу генератора тактовой частоты, выход первого элемента И через первый триггер подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к управл кнцему входу коммутатора, и через элемент задержки - к счетному входу третьего триггера, выход компаратора подключен к R-входам третьего и четвертого триггеров и  вл етс  выходом устройства, первый выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента И и к управл кнцему входу ре ерсивного переключател , второй выход третьего триггера через одновибратор подключен к S-входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, a источник эталонного тока через реверсивный переключатель подключен к аналоговому входу коммутатора. ND СЛ СОVOLTAGE CONVERTER TO FREQUENCY, containing a comparator, NAND element, integrator, the first input of which is the device input, and the output is connected to the input of a comparator, clock generator, the first trigger, the output of which is connected to the first input of the NAND element , the source of the reference current, and the switch, the output of which is connected to the second input of the integrator, characterized in that, in order to improve the accuracy, two elements AND, the second, third and fourth triggers, the delay element are introduced into it. one-shot, and a reversing switch, with the first input of the first element And connected to the output of the clock frequency generator, the output of the first element And through the first trigger connected to the first input of the second element And, the output of which through the second trigger connected to the second input of the element IS-NOT, the output of which connected to the control input of the switch, and through a delay element to the counting input of the third trigger, the output of the comparator is connected to the R inputs of the third and fourth triggers and is the output of the device, the first output The third trigger is connected to the second input of the second element I and to the control input of the reversal switch, the second output of the third trigger through the one-shot is connected to the S input of the fourth trigger, the output of which is connected to the second input of the first element I, and the source of the reference current is connected via a reversing switch to the analog input of the switch. ND SL SO

Description

Изобретение относитс  к области информационно-измерительной техники, в частности к преобразовател м напр  жени  в частоту, и может быть испол зовано в системах управлени  с анало го-цифровым преобразованием информации . Известен преобразователь напр жени  в частоту, содержащий интегратор компаратор, два триггера, генератор тактовых импульсов, два логических элемента совпадени , .два источника опорного напр жени  И пва ключа С1. Недостатком такого устройства  вл етс  невысока  точность преобразовани . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь напр жени  в частоту содержащий интегратор, выход которог через компаратор подключен к D-входу триггера, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора .и первому входу элемента И-НЕ, генератор тактовой частоты, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ и счетному входу триггера, источник эталонного тока, подключенный через коммутатор к входу интегратора С2 . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность из-за вли ни  нестабильности задержек срабатывани  триггера и коммутатора на эталонный интервал времени. Цель изобретени  - повьшение точности . Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь напр жени  в частоту, содержащий компаратор, элемент И-НЕ, интегратор, первый вход которого  вл етс  входом устройства, а выход подключен к входу компаратора , генератор тактовой частоты, первый триггер, выход которого прдключен к первому входу элемента И-НЕ, источник эталонного тока и коммутатор , выход которого подключен к второму входу интегратора, введены два элемента И, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки, одно вибратор и реверсивный переключатель причем первый вход первого элемента -И подключен к выходу генератора тактовой частоты, выход первого эле:мента И через первый триггер подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ, выхоД которого подключен к управл ющему входу коммутатора и через элемент задержки к счетному входу третьего триггера, выход ком- . паратора подключен к R-входам третьего и четвертого триггеров и  вл етс  выходом устройства, первый выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента Инк управл ющему входу реверсивного переключател , второй выход третьего триггера через .одновибратор подключен к S-входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, а источник эталонного тока через реверсивньй переключатель подключен к аналоговому входу коммутатора . На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие работу УстройстваУстройство содержит интегратор 1, первый вход которого  вл етс  входом устройства, а выход подключен к входу компаратора.-2, генератор 3 тактовой частоты, первый триггер 4, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 5, коммутатор 6, источник 7 эталонного тока, выход коммутатора 6 подключен к второму входу интегратора 1, два элемента И 8 и 9, второй триггер 10, элемент 11 задержки , третий триггер 12, одновибратор 13, четвертый триггер 14 и реверсивный переключатель 15. Первый вход первого элемента И 8 подключен к выходу генератора тактовой частоты 3, выход первого элемента И В через первый триггер 4 подключен к первому входу второго элемента И 9, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ 5. Выход элемента И-НЕ 5 подключен к управл ющему входу коммутатора 6 . и через элемент задержки 11 к счетному входу третьего триггера 12, выход компаратора 2 подключен к R-входам третьего 12 и четвертого 14 Tpjtrгеров и  вл етс  выходом устройства. Первьй выход третьего триггера 12 подключен к второму входу второго элемента И 9 и к управл ющему входу реверсивного переключател  15, второй выход третьего триггера 12 через одновибратор 13 подключен к S-входу четвертого триггера 14, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 8. Источник эталонного тока 7 через реверсивный переключатель 15 подключен к аналоговому входу коммутатора 6.The invention relates to the field of information-measuring equipment, in particular, to voltage-to-frequency converters, and can be used in control systems with analog-to-digital conversion of information. A voltage-to-frequency converter is known, comprising a integrator a comparator, two triggers, a clock generator, two logical elements of a match, two reference voltage sources AND a pv key C1. A disadvantage of such a device is the low conversion accuracy. The closest in technical essence to the present invention is a voltage-to-frequency converter containing an integrator, the output of which is connected through a comparator to the D input of a trigger, the output of which is connected to the control input of the switch and the first input of the NAND element, clock generator, output which is connected to the second input element of the NAND and the counting input of the trigger, the source of the reference current connected through a switch to the input of the integrator C2. A disadvantage of the known device is the low accuracy due to the influence of the instability of the trigger delays of the trigger and the switch on the reference time interval. The purpose of the invention is to increase accuracy. The goal is achieved by the fact that the voltage-to-frequency converter contains a comparator, an NAND element, an integrator whose first input is the device input and the output is connected to the comparator input, clock generator, the first trigger, whose output is connected to the first input element NAND, the source of the reference current and the switch, the output of which is connected to the second input of the integrator, introduced two elements AND, the second, third and fourth triggers, a delay element, one vibrator and a reversing switch The first input of the first element is connected to the output of the clock generator, the output of the first element: And through the first trigger is connected to the first input of the second element AND, the output of which through the second trigger is connected to the second input of the NAND element whose output is connected to the control the input of the switch and through the delay element to the counting input of the third trigger, the output of the com-. the paratrooper is connected to the R-inputs of the third and fourth triggers and is the device output, the first output of the third trigger is connected to the second input of the second element of Inc to the control input of the reversing switch, the second output of the third trigger is connected to the S-input of the fourth trigger, whose output connected to the second input of the first element And, and the source of the reference current through the reversing switch is connected to the analog input of the switch. FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 timing diagrams explaining the operation of the Device The device contains an integrator 1, the first input of which is the input of the device, and the output is connected to the input of the comparator. -2, 3 clock frequency generator, first trigger 4, the output of which is connected to the first input of the NAND element 5, the switch 6, the source 7 of the reference current, the output of the switch 6 is connected to the second input of the integrator 1, two elements 8 and 9, the second trigger 10, the delay element 11, the third trigger 12, the one-shot 13, the fourth trigger 14 and the reversing switch 15. First entry first element AND 8 is connected to the output of the clock frequency generator 3, the output of the first element I B through the first trigger 4 is connected to the first input of the second element AND 9, the output of which through the second trigger is connected to the second input of the element AND-NOT 5. The output of the element AND-NOT 5 connected to the control input of switch 6. and through the delay element 11 to the counting input of the third trigger 12, the output of the comparator 2 is connected to the R inputs of the third 12 and fourth 14 Tpjt-gers and is the output of the device. The first output of the third trigger 12 is connected to the second input of the second element I 9 and to the control input of the reversing switch 15, the second output of the third trigger 12 via the one-shot 13 is connected to the S input of the fourth trigger 14, the output of which is connected to the second input of the first element And 8. The source of the reference current 7 through the reversing switch 15 is connected to the analog input of the switch 6.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Под воздействием посто нного входного напр жени  U напр жение на выходе интегратора 1 нарастает линейно до порога срабатывани  компаратора 2 (флг, 2к), который формирует выходной импульс (фиг. 26), подтверждающий исходное состо ние третьего триггера 12 и устанавливающий четвертый триггер 14 в исходное состо ние (фиг. 2в). Генератор 3 вьфабатывает тактовую частоту (фиг. 2а) , поступаю щую на вход управл емого делител , образованного- первым и вторым элементами И 8 и 9, первым 4 и вторым 10 триггерами. Четвертый триггер 14, устанавлива сь в исходное состо ние, разрешает прохождение тактовых импульсов через первый элемент И 8, и на выходах первого 4 и второго 10 триггеров по вл ютс  импульсы, соответствующие деленной тактовой частоте (фиг. ). На выходе элемента И-НЕ 5 по спаду первого триггера 4 начинает формироватьс  эталонный временной интервал t (фиг. 2ж). В момент, когда при дальнейшем счете на выходах первого 4 и второго 10 триггеров по вл ютс  уровни 1, заканчиваетс  формирование эталонного интервала t и на выходе элемента И-НЕ 5 по фронту и спаду первого триггера 4 формируетс  интервал паузы tp (фиг. 2ж). В течение эталонного интервала времени t открыт коммутатор 6, и ток источника эталонного тока 7 через реверсивный переключатель 15 в положительном направлении проходит на второй вход интегратора 1, снима  с его конденсатора эталонный зар д. Напр жение на выходе интегратора 1 уменьшаетс  пропорционально эталонному зар ду (фиг. 2к). Во врем  интервала паузы tn коммутатор 6 закрыт, а третий триггер 12 срабатывает по сигналу элемента И-НЕ 5, задержанному элементом 11 задержки, и через переключатель 15 мен бТ пол рность источника 7 (фиг. 2з, и). Одновременно второй элемент И 9 запрещает прохождение импульсов на вход второго триггера 10Under the influence of a constant input voltage U, the voltage at the output of integrator 1 increases linearly to the threshold of the comparator 2 (flg, 2k), which forms the output pulse (Fig. 26), confirming the initial state of the third trigger 12 and setting the fourth trigger 14 initial state (Fig. 2c). The generator 3 closes the clock frequency (Fig. 2a) fed to the input of the controlled divider formed by the first and second elements And 8 and 9, the first 4 and second 10 triggers. The fourth trigger 14, set to its initial state, allows the passage of clock pulses through the first element 8, and the outputs of the first 4 and second 10 triggers appear pulses corresponding to the divided clock frequency (Fig.). At the output of the element AND-NOT 5, by the decay of the first trigger 4, the reference time interval t begins to form (Fig. 2g). At the moment when on the outputs of the first 4 and second 10 triggers level 1 appears, the formation of the reference interval t is completed and the output of the AND-NE element 5 along the front and the slope of the first trigger 4 results in the interval pp tp (Fig. 2g) . During the reference time t, the switch 6 is open, and the current of the source of the current reference 7 is passed through the reversing switch 15 in the positive direction to the second input of the integrator 1, removing the reference charge from its capacitor. The voltage at the output of the integrator 1 decreases in proportion to the reference charge ( Fig. 2k). During the interval of the pause tn, the switch 6 is closed, and the third trigger 12 is triggered by the signal of the AND-NE element 5 delayed by the delay element 11, and the switch 7 through the switch 15 changes the polarity of the source 7 (Fig. 2h, and). At the same time, the second element And 9 prohibits the passage of pulses to the input of the second trigger 10

(фиг. 2ж) . Поэтому следуниций импульс с выхода первого триггера 4 проходит через элемент И-НЕ 5 и образует корректрирующий интервал t к (фиг. 2ж, и), в течение которого кЬМмутатор 6 открыт и эталонный ток обратного направлени  проходит на второй вход интегратора 1, увеличива  зар д его конденсатора и выходное напр жение (фиг. 2 и, к). По окон чании корректирующего интервала закрываетс  коммутатор 6, с задержкой обратно срабатывает третий триггер 12 и через реверсивный переключатель 15 восстанавливав, исходную пол рность подключени  источника эталонного тока 7. При этом одновибратор 13 формирует короткий импулъс, сбрасывающий четвертый триггер 14, (Fig. 2g). Therefore, the following impulse from the output of the first trigger 4 passes through the element AND-HE 5 and forms the correction interval t k (Fig. 2g, i), during which the switchboard 6 is open and the reference current of the reverse direction passes to the second input of the integrator 1, increasing the charge its capacitor and output voltage (Fig. 2, and k). At the end of the correction interval, the switch 6 closes, the third trigger 12 triggers with a delay, and through the reversing switch 15 restores the original polarity of the connection of the reference current source 7. In this case, the single vibrator 13 forms a short impulse, resetting the fourth trigger 14,

0 который через первый элемент И 8 закрывает вход управл емого делител  (фиг. 2в,г) .Далее процесс повтор етс .0 which, through the first element AND 8, closes the input of the controlled divider (Fig. 2c, d). The process is repeated further.

Таким образом,в предлагаемомThus, in the proposed

5 устройстве начало и конец каждого из временных интервалов (фиг. 2 и) протекани  эталонного тока на в5сод интегратора 1 определ ютс  срабатыванием одних и тех же элементов:5, the beginning and end of each of the time intervals (Fig. 2 and) of the flow of the reference current to the 5sods of the integrator 1 are determined by the operation of the same elements:

0 первого элемента И 8, первого триггера 4, элемента И-НЕ 5 и коммутатора 6. Если, например, нестабильность задержки заднего фронта приведет к увеличению эталонного интервала tj0 of the first element AND 8, the first trigger 4, the element IS-NOT 5 and the switch 6. If, for example, the instability of the falling edge delay leads to an increase in the reference interval tj

5 (моменты t, t) на фиг. 2и),то соответствующее увеличение эталонного зар да компенсируетс  в течение корректирующего интервала t(/, поскольку t| увеличиваетс  на то же врем ,5 (moments t, t) in FIG. 2i), the corresponding increase in reference charge is compensated for during the correction interval t (/, since t | increases by the same time

0 что и tg , но пол рность эталонного тока при этом мен етс  (моменты tj tj на фиг. 2 и; пунктир на фиг. 2 к). Рассмотренна  составл юща  погрешности не вли ет на выходную частоту пре5 образовател .0 as tg, but the polarity of the reference current changes in this case (moments tj tj in Fig. 2 and; dashed in Fig. 2 k). The considered component of the error does not affect the output frequency of the generator.

На основании изложенного передаточна  функда  преобразовател : 1Based on the above, the transfer function of the converter: 1

«ч -RTi(j-it;) в,"H -RTi (j-it;) in,

0 где R - входное сопротивление интегратора 1;0 where R is the input resistance of the integrator 1;

1 - ток источника 7. Использование изобретени позволит устранить вли ние задержек С1 абаты5 вани  логических элементов и коммутатора и повысить точность преобразовател , особенно дл  больших коэффициентов преобразовани  и, соответственно , малых эталонных интервалов времени.1 - source current 7. The use of the invention will eliminate the effect of abate delays C1 of logic elements and a switch and increase the accuracy of the converter, especially for large conversion ratios and, accordingly, small reference time intervals.

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий компаратор, элемент И-НЕ, интегратор, первый вход которого является входом устройства,. а выход подключен к входу ком-паратора, генератор тактовой частоты, первый триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, источник эталонного тока, и коммутатор, выход которого подключен к второму входу интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два элемента И, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки, одновибратор, и реверсивный переключатель, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу генератора тактовой частоты, выход первого элемента И через первый триггер подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через второй триггер подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, и через элемент задержки - к счетному входу третьего триггера, выход компаратора подключен к R-входам третьего и четвертого триггеров и является выходом устройства, первый выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента И и к управляющему входу реверсивного переключателя, второй выход третьего триггера через одновибратор подключен к S-входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, а источник эталонного тока через реверсивный переключатель подключен к аналоговому входу коммутатора.A VOLTAGE CONVERTER IN FREQUENCY, containing a comparator, an NAND element, an integrator, the first input of which is the input of the device. and the output is connected to the input of the comparator, the clock generator, the first trigger, the output of which is connected to the first input of the NAND element, the reference current source, and the switch, the output of which is connected to the second input of the integrator, characterized in that, in order to increase accuracy, two elements And, the second, third and fourth triggers, a delay element, a one-shot, and a reversing switch are introduced into it, the first input of the first element And connected to the output of the clock generator, the output of the first element And through the first trigger connected to the first input of the second AND element, the output of which through the second trigger is connected to the second input of the AND element, the output of which is connected to the control input of the switch, and through the delay element to the counting input of the third trigger, the output of the comparator is connected to the R-inputs of the third and the fourth trigger and is the output of the device, the first output of the third trigger is connected to the second input of the second element And to the control input of the reversing switch, the second output of the third trigger through a single-shot is connected to the S-input the fourth trigger, the output of which is connected to the second input of the first And element, and the reference current source is connected to the analog input of the switch through a reversing switch.
SU833543409A 1983-01-19 1983-01-19 Voltage-to-frequency converter SU1111253A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833543409A SU1111253A1 (en) 1983-01-19 1983-01-19 Voltage-to-frequency converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833543409A SU1111253A1 (en) 1983-01-19 1983-01-19 Voltage-to-frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1111253A1 true SU1111253A1 (en) 1984-08-30

Family

ID=21046567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833543409A SU1111253A1 (en) 1983-01-19 1983-01-19 Voltage-to-frequency converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1111253A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 738156, кл. Н 03 К 13/20, 1980. 2. Radio fernsehen elektronik, 1977, № 15, с. 509, рис. ,6a. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1111253A1 (en) Voltage-to-frequency converter
SU1054901A2 (en) Pulse delay device
SU1265983A1 (en) Pulse discriminator with respect to repetition frequency
US4517473A (en) Solid-state automatic injection control device
SU381076A1 (en) DEVICE FOR FORMING IL / RULES
SU744622A1 (en) Device for determining pulse train repetition frequency deviation from the predetermined frequency
SU1187259A1 (en) Device for converting pulse train to rectangular pulse
RU1800596C (en) Pulse generator
SU1437976A1 (en) Device for registering time-related pulse position
SU481113A1 (en) The method of time delay control pulses
SU1083188A1 (en) Random event arrival generator
SU1670775A1 (en) Device for forming pulse train
SU917172A1 (en) Digital meter of time intervals
SU1150695A1 (en) Device for comparing phases of two electrical values
SU1262501A1 (en) Signature analyzer
SU434593A1 (en) FOLLOWING INTEGRATING ANALOG-DIGITAL CONVERTER
SU1385283A1 (en) Pulse sequence selector
SU744951A1 (en) Scaling device
SU1503071A1 (en) Frequency-type a-d converter
SU1195431A1 (en) Device for generating pulse trains
SU1241182A1 (en) Device for generating area centre of video pulses
SU1413542A1 (en) Device for digital measurement of frequency of slowly varying processes
SU1451831A1 (en) Shaper of frequency-modified signals
SU1309287A1 (en) Device for checking time intervals between pulses
SU1172001A1 (en) Device for converting pulse train to rectangular pulse