SU1181147A1 - Voltage-to-frequency converter - Google Patents

Voltage-to-frequency converter Download PDF

Info

Publication number
SU1181147A1
SU1181147A1 SU823515508A SU3515508A SU1181147A1 SU 1181147 A1 SU1181147 A1 SU 1181147A1 SU 823515508 A SU823515508 A SU 823515508A SU 3515508 A SU3515508 A SU 3515508A SU 1181147 A1 SU1181147 A1 SU 1181147A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
operational amplifier
output
inverting input
comparator
Prior art date
Application number
SU823515508A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Андреев
Михаил Юрьевич Михеев
Борис Викторович Чувыкин
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 SU823515508A priority Critical patent/SU1181147A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1181147A1 publication Critical patent/SU1181147A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий компаратор, одвовибратор, резистор, конденсатор и операционный усилитель, инвертирующий вход которого через резистор подключен к входу устройств, одна обкладка конденсатора соединена с инвертирующим входом операционного усилител , а друга  - с входом компаратора , выход которого соединен с входом одновибратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены источник опорного напр жени , второй операционный усилитель и двухпозиционный ключ, причем выход источника опорного напр жени  подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител , инвертирующий вход которого 9 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , входы двухпозиционного ключа подключены к выходам операционных усилип лителей, его выход подключен к вхо- ; ду компаратора, а управл ющий вход ключа соединен с выходом одновибратора . Vtijf -H }--Hf 1 ЧA FREQUENCY VOLTAGE CONVERTER containing a comparator, a single-vibration device, a resistor, a capacitor and an operational amplifier, the inverting input of which is connected to the device input through a resistor, one capacitor plate is connected to the inverting input of the operational amplifier and the other to the input of the comparator whose output is connected to the input of a single-vibration characterized in that, in order to increase the accuracy of the conversion, a reference voltage source, a second operational amplifier and a two-position switch are introduced into it, and the output of the reference voltage source is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier, the inverting input of which 9 is connected to the inverting input of the first operational amplifier, the inputs of the two-position switch are connected to the outputs of the operational amplifiers, its output is connected to the input; do the comparator, and the control input key is connected to the output of the one-shot. Vtijf -H} - Hf 1 H

Description

II

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано в аналогоцифровых преобразовател х.The invention relates to an information-measuring technique and can be used in analog-digital converters.

Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion.

На фиг. 1 изображена функцТюнальна  схема устройстваJ на фиг. 2 временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства.FIG. 1 is a functional diagram of the deviceJ in FIG. 2 is a time chart illustrating the operation of the device.

Преобразователь напр жени  в частоту содержит операционньй усилитель 1, резистор 2, конденсатор 3, компаратор 4, одновибратор 5, источник 6 опорного напр жени , onepauHoihibM усилитель 7, двухпозиционный ключ 8.The voltage to frequency converter contains an operation amplifier 1, a resistor 2, a capacitor 3, a comparator 4, a one-shot 5, a source 6 of the reference voltage, onepauHoihibM amplifier 7, a two-position switch 8.

Инвертирующий вход операционного усилител  1 через резистор 2 подключен к входу устройства, одна обкладка конденсатора 3 соединена с инвертирующим входом операционного усилител  1, а друга  с входом компаратора 4, выход которого соединен с входом одновибратора 5, а также источник 6 опорного напр жени , второй операционньй усилитель 7 и двухпозиционный ключ 8, причем выход источника 6 опорного напр жени  подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител  7, инвертирующий вход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител  1, входы двухпозиционного ключа подключены к выходам операционных усилителей , его выход подключен к входу компаратора 4, а управл ющий вход ключа соединен с выходом одновибратора 5.The inverting input of the operational amplifier 1 is connected via a resistor 2 to the device input, one capacitor plate 3 is connected to the inverting input of the operational amplifier 1, and the other to the input of a comparator 4, the output of which is connected to the input of a single vibrator 5, as well as a source of reference voltage 6, the second operating voltage the amplifier 7 and the on-off switch 8, the output of the source 6 of the reference voltage is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier 7, the inverting input of which is connected to the inverting input of the primary The first operational amplifier 1, the inputs of the on-off key are connected to the outputs of the operational amplifiers, its output is connected to the input of the comparator 4, and the control input of the key is connected to the output of the one-oscillator 5.

Устройство работает следующимThe device works as follows.

образом. Iin a way. I

В момент времени t, потенциал наAt time t, the potential at

обкладке конденсатора 3, обращенной к компаратору 4, равен нулю. Компаратор срабатывает (уровень сравнени  равен нулю) и посредством одновибратора 5 устанавливает переключатель 8 в верхнее положение. При этом конденсатор 3 включен в цепь отрицательной обратной св зи усилител  7. В результате в момент t потенциал на инвертирующем входе усилит(л  скачком принимает значение , равное Пд, где UQ - напр жение на выходе источника 6 опорного напржени . Аналогишый скачок имеетс  на входе компаратора 4 (фиг. 2).the plate of the capacitor 3, facing the comparator 4, is zero. The comparator is triggered (the comparison level is equal to zero) and through the one-shot 5 sets the switch 8 to the upper position. In this case, the capacitor 3 is included in the negative feedback circuit of amplifier 7. As a result, at time t, the potential at the inverting input of the amplifier (l jumps to a value equal to P, where UQ is the voltage at the output of the reference voltage source 6. There is a similar jump at the input comparator 4 (Fig. 2).

472472

После этого начинаетс  зар д конденсатора 3 токомAfter this, the charge of the capacitor 3 with current begins.

Uo-Ux(ilUo-Ux (il

i(t)i (t)

где R - сопротивление резистора 2. За врем  от t до tg напр жение на конденсаторе получает приращение, равноеwhere R is the resistance of resistor 2. In the time from t to tg, the voltage across the capacitor is incremented by

. ,S;-uxit),, ,.. . , S; -uxit) ,, ..

в момент t ключ 8 переключаетс  в нижнее положение (конденсатор 3 включаетс  в цепь отрицательной обратной св зи усилител  1). Потенциал инвертирующего входа усилител  1 измен етс  скачком от значени  Up до 0. Точно на такой же уровень скачком уменьшаетс  напр жениеat time t, switch 8 switches to the lower position (capacitor 3 is included in the negative feedback circuit of amplifier 1). The potential of the inverting input of amplifier 1 changes abruptly from the value of Up to 0. Exactly at the same level, the voltage decreases abruptly.

на входе компаратора (фиг. 2). at the input of the comparator (Fig. 2).

0х, к После этого напр жение на входе компаратора 4 начинает убывать. В момент t оно достигает нулевого уровн , срабатывает компаратор 4 и далее процессы в схеме повтор ютс  .0x, to After this, the voltage at the input of the comparator 4 begins to decrease. At time t, it reaches zero level, the comparator 4 is triggered, and then the processes in the circuit are repeated.

За врем  от t до t отрицательное приращение напр жени  на конденсаторе составитOver time from t to t, the negative voltage increment on the capacitor will be

iiii

II 11 III 11 I

(2)(2)

Очевидно, чтоIt's obvious that

ли; + &Ucwhether; + & Uc

0.0

Подставл   равенства (1) и (2) в последнее уравнение и разреша  его относительно f 1/Т, получим (учитьгоа , что tg - t, t,Substituting equalities (1) and (2) into the last equation and solving it with respect to f 1 / T, we obtain (teach that tg - t, t,

т - to).t - to).

Ч H

где U, - среднее за врем  от t до tj значение входного напр жени  Uj, (t) . Выходна  частота пред,пагаемого устройства не зависит от сопротивлени  резистора 2 (функци  преобразовани  по формуле (3)), нестабильность которого  вл етс  источником соответствующей погрешности. Другим достоинством предлагаемого преобразовател   вл етс  примене3where U, is the average value of the input voltage Uj over time from t to tj, (t). The output frequency of the preloaded device does not depend on the resistance of resistor 2 (the conversion function according to formula (3)), the instability of which is the source of the corresponding error. Another advantage of the proposed converter is the use of 3

ние источника опорного напр жении вместо источника опорного тока, что позвол ет исключить преобразование опорного напр жени  в опорный ток.a reference voltage source instead of a reference current source, which eliminates the conversion of the reference voltage into a reference current.

В предлагаемом устройстве погрешность , вносима  неидеальностью ключа 8 (например, конечные значени  R-5 замкнутого ключа и Rp разомкнутого ключа, а также остаточные токи и напр жени ), практически полностью устран етс  за счет того, что при любом состо нии ключа сопротивление находитс  в пр мой цепи преобразовани  замкнутого контура регулировани . При этой же причине не сказываетс  и вли ние сопротивлени  Rp. Если ключ 8 находитс  в положении, показанном на фиг. 1, тогда наличие сопротивлени  RP 7 со между выходом операционного усилител  7 и выходом ключа 8 приводит к воздействию на выходе ключа 8 некоторого аддитивного эквивалентного напр жени , равногоIn the proposed device, the error introduced by the imperfect key 8 (for example, the final R-5 values of the closed key and Rp of the open key, as well as residual currents and voltages) is almost completely eliminated due to the fact that in any key condition direct conversion circuit of a closed control loop. For the same reason, the effect of the resistance Rp is not affected. If key 8 is in the position shown in FIG. 1, then the presence of the resistance RP 7 co between the output of the operational amplifier 7 and the output of the switch 8 leads to an effect on the output of switch 8 of some additive equivalent voltage equal to

Н7 H7

,1 о, 1 o

РR

18114741811474

где и„7 - напр жение насьпцеми  усилител  7 (вызвано действием на его входе напр жени  Uj,) Jwhere and „7“ is the voltage of the naxcemium amplifier 7 (caused by the action at its input of the voltage Uj,) J

5 Riow siB - эквивалентное (с учетом отрицательной обратной св зи через конденсатор 3) выходное сопротивление замкнутой системы, включаю )0 щей в себ  усилитель 1 и сопротивление R- в пр мой цепи и конденсатор 3 в цепи обратной св зи. R силу наличи  глубокой отрицательной обратной св зи воздействие на выходе указанной замкнутой системы приводит i к незначительному изменению ошибки статизма, пр1шеденное к входу усилител  1 значение 2Q которой, очевидно равно5 Riow siB is equivalent (taking into account negative feedback through capacitor 3) the output resistance of the closed system, including) 0 amplifier 1 and resistance R- in the direct circuit and capacitor 3 in the feedback circuit. R because of the presence of a deep negative feedback, the effect at the output of the specified closed system leads i to a slight change in the statistical error, the value 2Q transmitted to the input of the amplifier 1, which is obviously equal to

I)I)

аы)с.экб ay) s.ekb

экв RP-K,eq RP-K,

k,k,

гдеК, - коэффициент усилени  операционного усилител  1. Поскольку RP Rgy и К, 1, наличием столь малого изменени  ошибки статизма можно пренебречь.where K is the gain of the operational amplifier 1. Since RP Rgy and K, 1, the presence of such a small change in the static error can be neglected.

ггyy

Sx.KSx.K

IfoIfo

AA

VnVn

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий компаратор, одновибратор, резистор, конденсатор и операционный усилитель, инвертирующий вход которого через резистор подключен к входу устройства, одна обкладка конденсатора соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, а другая - с входом компаратора, выход которого соединен с входом одновибратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены источник опорного напряжения, второй операционный усилитель и двухпозиционный ключ, причем выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, входы двухпозиционного ключа подключены к выходам операционных усили·* лителей, его выход подключен к входу компаратора, а управляющий вход ключа соединен с выходом одновибратора .A FREQUENCY VOLTAGE CONVERTER containing a comparator, one-shot, resistor, capacitor and an operational amplifier, the inverting input of which is connected through the resistor to the input of the device, one capacitor plate is connected to the inverting input of the operational amplifier, and the other is connected to the input of the comparator, the output of which is connected to the input of the single-shot , characterized in that, in order to increase the accuracy of the conversion, a reference voltage source, a second operational amplifier and a two-position switch are introduced into it, and the output The reference voltage source is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier, the inverting input of which is connected to the inverting input of the first operational amplifier, the inputs of the on-off switch are connected to the outputs of the operational amplifiers * *, its output is connected to the comparator input, and the control input of the key is connected to the output of the one-shot. φυι. 1φυι. 1
SU823515508A 1982-11-26 1982-11-26 Voltage-to-frequency converter SU1181147A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823515508A SU1181147A1 (en) 1982-11-26 1982-11-26 Voltage-to-frequency converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823515508A SU1181147A1 (en) 1982-11-26 1982-11-26 Voltage-to-frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1181147A1 true SU1181147A1 (en) 1985-09-23

Family

ID=21037053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823515508A SU1181147A1 (en) 1982-11-26 1982-11-26 Voltage-to-frequency converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1181147A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пр нишников В.А. Интегрирующие цифровые, вольтметры посто нного тока. -Л.: Энерги , 1976, с. 139140. Авторское свидетельство СССР 651478, кл. Н 03 К 13/20, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2029141A (en) Gain control arrangements
SU1181147A1 (en) Voltage-to-frequency converter
GB1531532A (en) Analogue to digital converter
US4030041A (en) Analog isolator
JPS5628522A (en) Pulse generating circuit
JPS60142613A (en) Waveform shaping circuit
JPS579114A (en) Limiter circuit
SU684727A1 (en) Method and apparatus for analogue-digital conversion
SU551603A2 (en) Automatic control device
SU1196906A1 (en) Integrator
SU1674373A2 (en) Analog-to-digital converter
SU1674175A1 (en) Periodic functions generator
SU1539799A1 (en) Differentiating device
SU515101A1 (en) Impulse voltage regulator
SU1192140A1 (en) Function generator with voltage at input and frequency at output
SU832601A1 (en) Analogue storage
SU661737A1 (en) Adjustable frequency generator
SU611218A1 (en) Discrete-analogue integrator
SU1041984A1 (en) Voltage difference converter
SU1077048A1 (en) Voltage/frequency converter
SU1580280A1 (en) Apparatus for converting pulse duration to voltages
JPS6042950B2 (en) Electronic musical instrument sound source device
RU1783471C (en) Controller
ATE143195T1 (en) COMPARATOR CIRCUIT FOR AN INTEGRATOR
SU919038A1 (en) Tuning-fork generator