SU1192140A1 - Функциональный преобразователь напр жени в частоту - Google Patents

Abstract

ФУНКЩЮНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор, компаратор, ключ, источник опорного напр жени  и первый резистор, причем выход интегратора соединен с инвертирующим входом компаратора , выход которого соединен с управл ющим входом ключа, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности, в него введены три резистора, причем инвертирующий вход интегратора через первый резистор соединен с входом устройства и через второй резистор - с источником опорного напр жени , неинвертирующий вход интегратора соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через четвертый резистор - с неинвертирующим входом компаратора и через ключ - с источником опорного напр жени .

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  эффективного значени  переменного напр жени  . Целью изобретени   вл етс  повышение точности, а также упрощение конструкции преобразовател  за счет того, что крутизна преобразовани  предлагаемого устройства не зависит от коэффициента усилени  операционных усилителей.. На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - вре менные диаграммы работы. Устройство осдержит интегратор 1 на операционном усилителе, между инг вертирующим входом и выходом которого включен конденсатор 2, компаратор 3 на операционном усилителе, инвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора 1. ключ 4, управ л ющий вход которого соединен с выхо дом компаратора 3, и источник опорного напр жени  5. Инвертирующий вхо интегратора 1 соединен через первый резистор 6 с входом преобразовател  и через второй резистор 7 с источником опорного напр жени  5. Неинвер тирующий вход интегратора 1 соединен через третий резистор 8 с общей шиной устройства и через четвертый резистор 9 с неинвертирующим входом компаратора 3. Неинвертирующий вход компаратора 3 соединен через ключ источником опорного напр жени  5. Устройство работает следующим образом . Ключ 4 замкнут, если пол рность напр жени  на выходе компаратора 3 совпадает с пол рностью источника опорного напр жени  5, и разомкнут, если пол рности напр жений противоположны . Сопротивлени  резисторов 6-9 должны удовлетвор ть соотношению + 2 , (1) где Rg-Ro - сопротивлени  резисторов 6-9,соответственно, а входное напр жение находитс  в пределах и|.-1-(и. входное напр хение; опорное напр жение; п - - коэффициент преобразовани , Преобразователь работоспособен ак при положительном, так и при отицательном опорном напр жени х, граики напр жений на фиг.2 иллюстриуют работы преобразовател  при полоительном опорном напр жении. При замкнутом ключе 4 напр жени  а входах интегратора 1 составл ют учетом соотношени  1 и и -и В 0 R +R п + 1 де Uj. и Ug - потенциалы инвертирующего и неинвертирующе- го входов интегратора 1 соответственно (фиг.1}. Ток зар да конденсатора 2 при этом авен с учетом соотношени  (1 i; - ток зар да конденсатора 2. Пусть в начальный момент времени онденсатор 2 разр жен, тогда напр ение на выходе интегратора 1 равно Uc (0)Uo, о , де и, напр жение на неинвертирующем входе компаратора 3; Up - напр жение на выходе интегратора 1 , Компаратор 3 при этом находитс  в состо нии положительного насыщени , и ключ 4 удерживаетс  в замкнутом состо нии. Если выполн етс  условие (2), то независимо от знака входного напр жени  и , ток i , О и напр жение Up на выходе интегратора 1 линейно нарастает и за врем  t, достигает величины Up. В этот момент напр жение на инвертирующем входе компаратора 3 превышает напр жение на неин-. вертирующем входе, компаратор 3 переключаетс  в состо ние отрицательного насыщени  и ключ 4 размыкаетс  + Р Uo -Up(0) n -1 n,R г, L , где С - емкость конденсатора 2; t - длительность положительного импульса на выходе компаратора 3. 3 При разомкнутом ключе 4 на входа интегратора 1 и компаратора 3 соответственно устанавливаютс  напр жени  Uj 0, а в а напр жение на выходе интегратора в момент размыкани  ключа 4 стано- витс  равным u(t,)) -;- и, и компаратор3 остаетс  в состо нии отрицательного насьпцени , а ключ 4 в разомкнутом состо нии. Ток разр д конденсатора 2при этом с учетом соотношени  (I) равен -и.У-1Уо.,1(У..и) Ч . ч Если выполн етс  условие (2), то независимо от знака входного напр жени  и, ток , и напр жение Ug на выходе интегратора 2 линейно уме шаетс , за врем  tg оно достигает нул , потенциал инвертирующего входа компаратора 3 сравниваетс  с потенциалом неинвертирующего входа. компаратор 3 переключаетс  в состо  ние положительного насыщени , ключ 0 замыкаетс , повтор етс  процесс зар да конденсатора 2 t -С H. - cR6. х- 2 а 1, При выполнении условий (l) и (2) в преобразователе возникают автоколебани  с периодом и частотой 4- t-rA-r . ; F - + RJ + R, о -2йГп Т7 св: где Т - период автоколебаний; F - частота автоколебаний; FO - константа. Таким образом крутизна преобразовани  квадрата входного напр жени  в частоту определ етс  только величиной опорного напр жени  и номиналами резисторов и конденсатора и не зависит от коэффициента усилени  операционных усилителей, причем, если вьтолн етс  условие (2), преобразователь работоспособен как при положительных , так и при отрицательных входных напр жени х, т.е.  вл етс  двухпол рным.

IfJ

Чв

/

/

/

V

UaUi

UaUfVd

ui

.

/

/

/

/ Ua

Чв

Claims (1)

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор, компаратор, ключ, источник опорного напряжения и первый резистор, причем выход интегратора соединен с инвертирующим входом ком- паратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены три резистора, причем инвертирующий вход интегратора через первый резистор соединен с входом устройства и через второй резистор - с источником опорного напряжения, неинвертирующий вход интегратора соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через четвертый резистор - с неинвертирующим входом компаратора и через ключ — с источником опорного напряжения.

   В (/) с d

   Фиг. 1