SU1238238A1 - Преобразователь напр жени в частоту - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике. Может использоватьс  в аналого-цифровых интеграторах с контуром сглаживани  выходного напр жени . Цель изобретени  - упрощение преобразовател  и повышение его надежности, достигает: . , : S с  путем исключени  диодкр-резиетив- ных цепей сброса и инверторов. Устройство содержит интегратор 1 на операционном усилителе (СУ) 2 с входным резистором 3 и коидеисато-- ром 4, ключ 5 разр да конденсатора, выполненный на транзисторе 7 и резисторе 6, компараторы 8,и 9, образованные ОУ 10 и 11, цеп ми задани  порогов на резисторах 12-15 и источниках 16 и 17 разнопрл рных напр жений и цеп ми на резисторах 18-20 и конденсаторах 21 и 22, логический злемёнт ИЛИ 23, ключи на транзисторах 24-и 25. Устройство может $акже примен тьс  в системах контрол  и управлени  с шаговыми двигател ми и {реверсивными счетчиками импульсов.2ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и предназначено преимущественно дл  аналого--- цифровых интеграторов с контуром сглаживани  выходного напр жени , может примен тьс  также в системах управлени  и контрол  с шаговыми двигател ми и реверсивными счетчиками импульсов.

Целью изрб5)ётени   вл етс  упрощение йреобразовател  и повьппение его надежности , -

Н а фиг. Iv приведена функциональна  схема предлагаемого преобразова- TejiH напр жени  в частоту; на фиг.2 временные Диаграммы работы устройства . .

Устройство содержит интегратор 1 на операционном усилителе 2 с выходным резистором 3 и конденсатором 4 в цепи отрицательной обратной св зи ключ 5 разр да конденсатора, вьшол- ненный на резисторе 6 и транзисторе 7, два компаратора 8 и 9, обра- зо ванньпс операционными усилител ми 10 и 11, цеп ми задани  порогов на резисторах 12-15 и источниках 16 и ; 17 разнопол рных напр жений и цеп ми Динами еской положительной обратной св зи на резисторах 18-20 и конденсаторах 21 и 22. Выходы компараторов 8 и 9, через логический элемент ИЛИ 23 соединены с управл ющим входом ключа 5 разр да , конденсатора А и с управл ющими входами ключей 24 и 25, входы которых соединены с выходами цепей задани  порогов срабатывани  компараторов (точки соединени  соответственно резисторов 12, 13 и 14, 15), а выходы подключены к суммирующей точке интегратора 1.

Устройство работает следующим образом ...:

В исходном положении, когда выходное напр жение интегратора U близко к нулю, операционные усилители 10 и 11 в компараторах 8 и 9 под действием напр жений уставок с резис тивных делителей 12, 13 и 14, 15 наход тс  в состо нии положительного насыщени . При этом ключи 5 , 24 и 25 закрыты и пороги срабатывани  компараторов 8 и 9 определ ютс  напр жени ми на выходах резистивных делителей 12, 13 и 1А, 15.

В случае положительной пол рности входного напр жени  Ug,(Ue,0) напр жение и на вьпсоде интегратора I , уменьшаетс  по линейному закону со скоростью, определ емой величиной входного напо жеци  TJ, и посто нной

5 -времени .-C, где R;- сопротив ление резистора J; С - eMkocTb коН- десатора 4.

Когда напр жение. Иц достигает поро- га срабатывани  U ,/( R и

О где Е;(- напр жение источника 16, ,а R и R,- соответственно сопротивлени  резисторов 12 и 13, компаратор 8 релейно (благодар  д ствию цепи динамической положительной об5 ратной св зи на резисторах 18 и 19 и конденсаторе 21) переходит в состо ние отрицательнцго насьш ени  (Ug Uj). Под действием напр жени  Ug открываютс  ключи 5 и 24. В ре0 зультате этого конденсатор 4 раз- р жаетс , во-первых, через откры- тьй транзистор 7 и токоограничиваю- щий резистор 6 и, во-вторы, через . открытьй ключ 24, резистор 12 и ис- точник 16, напр жени  которого Е противоположно по знаку входному, .напр жению Ug.

Перва  составл юща  тока разр да измен етс  по экспоненциальному за30 кону, а втора  характеризуетс  посто нным значением, вследствие чего достигаетс , быстрьй разр д конден- I сатора 4-(через открытьй ключ 5) при относительно большой скорости

5 изменени  вькодного напр жени  интегратора 1 вблизи нулевого уровн  (за счет тока через ключ 24, имеющего величину 1 E|4/R). Это- позвол ет . сДе41ать врем  сброса (teg) интегра40 тор а в исходное состо ние кренебрелон- мо малым по сравнению с временем интегрировани  входного сигнала (Т)

ГГри достижении напр жением и„: уровн  отпускани  компаратора 8

45 последний релейно переходит в состо - , ние положительного насьш1ени , вследствие чего ключи 5 и 24 закрываютс  и выходное напр жение интегратора вновь начинает линейно измен тьс  от

50 уровн  до значени  Ug, и процесс периодически повтор етс .

. Порог отпускани  компаратора Ц ,. определ ющий начальньй уровень пилообразного напр жени , близок к нуле- 55 вому потенциалу, поскольку при открытом ключе 24 и отсутствии тока через цепь положительной обратной св зи в момент отпускани  компарато-:

pa Счто достигаетс  соответствуницим выбором посто нной времени перезар да конденсатора 21 и сопротивлени ми реэ(исторов 18 и 19) величина, порога, отпускани  определ етс  смещением нул  операционных усилителей 2 и 10 и сопротивлением открытого ключа 24 и практически составл ет единицы милливольт.Аналогичным образом работает преобразователь и при отрицательной пол рности входного напр жени .

Выходы компараторо в образуют дифференциальный выход преобразовател , так как в зависимости от знака входного напр жени  импульсный сигнал формируетс  на выходе либо одного, либо другого компаратора. С выхода логического элемента ИЛИ 23 снимаетс  частотный сигнал, соответствующий модулю входного -напр жени .

При выборе сопротивлений резисторов 3, 12, 14 и 6 из услови  Т частота повторени  импульсов на выходе преобразовател  ттропорциональна .входному напр жению

f UBX/R.C,A,

.где и 11 -14-14- ширина петли гисте резиса компараторов 8 и 9.

Таким образом, благодар  включению ключей между выxoдa lи цепей задани  порогов компараторов и суммирующей Точкой интегратора обеспечивает Л

If

Uo8

/

238

с  формирование, дополнительной сос- тавл ющей тока сброса интегратора и соответственно больша  скорость из- менени  пилообразного напр жени  вблизи начального уровн  без применени  в преобразователе диодн6-ре- зистивных цепей сброса интеграторов на выходах компараторов, в результате чего достигаетс  упрощение пре- образовател  и повьшение его надежности .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь напр жени  в частоту , содержащий интегратор на рационном усилителе с конденсатором в цепи обратной св зи, ключ разр да конденсатора, два компаратора разно- .пол рных порогов срабатывани , снабженных цеп ми задани  и цеп ми динами ческой положительной обратной св зи, причем сравнивающие входы компАрато- ров подключены к выходу интегратора а выходы компараторов через элемент ИЛИ подключены к управл ющему входу ключа разр да конденсатора, и два ключа, управл ющие входы которых подключены к выходам компараторов, отличающ.ийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател  и повышени  его надежности, входы ключей соединены с выходами цепей задани  порогов, а выходь ключей подключены к суммирзпсщей точке ин- тег.ратора.

   1/1

   и

   Ucs

   ..х

   О

   Г„

   Гг

   .ВНИИПИ Заказ 3304/58 Тираж 816

   Произв.-прлигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Подписное