SU1378062A1 - Voltage-to-frequency converter - Google Patents

Voltage-to-frequency converter Download PDF

Info

Publication number
SU1378062A1
SU1378062A1 SU864121046A SU4121046A SU1378062A1 SU 1378062 A1 SU1378062 A1 SU 1378062A1 SU 864121046 A SU864121046 A SU 864121046A SU 4121046 A SU4121046 A SU 4121046A SU 1378062 A1 SU1378062 A1 SU 1378062A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
flip
flop
bus
Prior art date
Application number
SU864121046A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Геннадьевна Ерофеева
Сергей Валентинович Клевцов
Михаил Владиславович Шипунов
Original Assignee
Московский Инженерно-Физический 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 Московский Инженерно-Физический Институт filed Critical Московский Инженерно-Физический Институт
Priority to SU864121046A priority Critical patent/SU1378062A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1378062A1 publication Critical patent/SU1378062A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах сбора и обработки информации различного назначени , системах автоматического управлени  и регулировани . Изобретение позвол ет повысить быстродействие. Это достигаетс  путем повышени  стабильности временного положени  выходных импульсов за счет введени  в преобразователь , содержащий операционный усилитель 1, компаратора 4, ключей 3, 7, источника 8 разр дного тока, D-триггера 5, элемента задержки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in systems for collecting and processing information for various purposes, automatic control and regulation systems. The invention allows to increase the speed. This is achieved by increasing the stability of the temporal position of the output pulses by introducing into the converter containing the operational amplifier 1, the comparator 4, the keys 3, 7, the source 8 of the discharge current, the D-flip-flop 5, the delay element. 1 hp ff, 3 ill.

Description

соwith

NlNl

0000

о о: INDabout o: IND

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  использовани  в системах сбора и обработки информации различного наз- качени , системах автоматического управлени  и регулировани .The invention relates to a pulse technique and is intended for use in systems for collecting and processing information of various kinds, automatic control and regulation systems.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .The aim of the invention is to increase speed.

На фиг.) приведена функциональ- на  схема преобразовател ; на фиг.2 - функциональна  схема блока управлени  разр дным ключом; на фиг.З - временные диаграммы работы преобразовател .-Fig. 2 shows the functional diagram of the converter; Fig. 2 is a functional block diagram of a bit control key; FIG. 3 shows timing diagrams of converter operation .-

Преобразователь напр жени  в частоту (фиг.1) содержит операционный усилитель 1, накопительный элементThe voltage to frequency converter (Fig. 1) contains an operational amplifier 1, a storage element.

2,выполненный на конденсаторе, ключ2, made on the capacitor key

3,компаратор 4, D-триггер 5, токо- ограничивающий элемент 6, выполненный на резисторе, ключ 7, источник3, comparator 4, D-flip-flop 5, current limiting element 6, made on a resistor, switch 7, source

8 разр дного тока, шину 9 управлени , входную I шину 10, шину П тактовых импульсов, шину 12 отрицатель- ного источника питани , шину 13 сброса , элемент 14 задержки, D-триггер 15 блок 16 управлени ,, выходную шину 17. Блок управлени  (фиг.З) содержит элементы НЕ 18 - 20, элементы ИЛИ- НЕ 21 - 23, элементы И-НЕ 24 - 26, . RS-триггеры 27 и 28.8 bit current, control bus 9, input bus I 10, clock bus P, bus 12 negative power source, reset bus 13, delay element 14, D-flip-flop 15 control block 16, output bus 17. Control box (fig.Z) contains elements NOT 18-20, elements OR-NOT 21-23, elements AND-NO 24 26,. RS-triggers 27 and 28.

На фиг.За изображен сигнал сброса; б - сигнал управлени  ключом 3;Fig. 3a shows the reset signal; b - key control signal 3;

в - тактовые импульсы; г - тактовые импульсы на выходе элемента задержки; д - сигнал на выходе операционного усилител  1; е, ж, з - сигналы на Q-выходе D-триггера 5, Q-выходе D-триггера 15 и выходе блока 16 соответственно; и - сигнал на выходе операционного усилител  1 дл  входного сигнала, большего по величине, чем сигнал на диаграмме д, соответствующей этому входному сигналу; к - сигнал на Q-выходе D-триггера 5; л - сигнал на Q-выходе D-триггера 15 м - сигнал на выходе блока 16.в - clock pulses; g - clock pulses at the output of the delay element; d - signal at the output of the operational amplifier 1; e, g, C - signals at the Q-output of D-flip-flop 5, Q-output of D-flip-flop 15 and output of block 16, respectively; and - the signal at the output of the operational amplifier 1 for the input signal, larger in magnitude than the signal in the diagram d corresponding to this input signal; K - signal at the Q-output of D-flip-flop 5; l - the signal at the Q-output of the D-flip-flop 15 m - the signal at the output of block 16.

Преобразователь напр жени  в час- тоту работает следующим образом ,The voltage to frequency converter operates as follows

На входной шине 10 установлен аналоговый сигнал. При поступлении сигнала О с шины 13 сброса (фиг.За) на S-входы D-триггеров 5 и 15 по вл ютс  сигналы 1 на их Q-выходах и выходе блока 16 (фиг.З, момент tp). Одновременно с шины 9 управлени  поступает сигнал О (фиг.Зб), осущеAn input signal is mounted on the input bus 10. When the signal O comes from the reset bus 13 (Fig. 3a), the S-inputs of the D-flip-flops 5 and 15 show signals 1 at their Q-outputs and the output of block 16 (Fig. 3, moment tp). At the same time from the control bus 9, a signal O is received (FIG. 3b), in effect

ствл ющий размыкание ключа 3. Интегратор , построенный на операционном усилителе 1, конденсаторе 2 и резисторе 6, начинает интегрирование разности раз р дного и входного токов в течение длительности периода тактовых импульсов и (фиг.3д,и, интервал tg- t,). При этом напр жение на выходе операционного усилител  1 становитс  равнымKey disconnecting key 3. The integrator built on operational amplifier 1, capacitor 2 and resistor 6 starts integrating the difference between the various and input currents during the period of the clock pulses and (fig. 3d, and interval tg-t,). In this case, the voltage at the output of the operational amplifier 1 becomes equal to

If - Ibx /1If - Ibx / 1

иand

BblY МПХСBblY MPHS

ю 15yu 15

20 20

25 , 30 25, 30

3535

4545

0 0

5050

5555

где IP - значение разр дного тока источника 8;where IP is the value of the discharge current of source 8;

I в. I century

и j /R - входной ток; and j / R is the input current;

и g - входное напр жение;and g is the input voltage;

R - сопротивление резистора 6. При поступлении второго тактового импульса устанавливаетс  сигнал О на Q-выходе D-триггера 5, на выходе блока 16 (фиг.З е, з, к, м, момент t ) и Q-выходе триггера 15 (фиг.З ж,л, момент tj,t2 to+t3). Раз-- мыкаетс  ключ 7 источник 8 отключаетс  от операционного усилител  1, напр жение на выходе Которого начинает уменьшатьс  (фиг.З з, и). При достижении этим напр жением О на выходе компаратора 3 через врем  t j по вл етс  сигнал 1. Если временной интервал между моментом пересечени  вы- ходньм напр жением на выходе операционного усилител  1 уровн  срабатывани  компаратора 4 t ц и моментом по влени  ближайшего тактового импульса t меньше t t (о, + t R is the resistance of the resistor 6. When the second clock pulse arrives, the signal O is set at the Q-output of D-flip-flop 5, at the output of block 16 (FIG. E, g, k, m, time t) and the Q-output of flip-flop 15 (FIG. .W, l, moment tj, t2 to + t3). The switch 7 is disconnected; the source 8 is disconnected from the operational amplifier 1, the voltage at the output of which begins to decrease (Fig. 3 h, i). When this voltage O is reached at the output of the comparator 3, a signal 1 appears at time tj. If the time interval between the output voltage of the operational amplifier 1 at the output of the operational amplifier 1 is 4 t c and the instant of the next clock pulse t is less than tt (o, + t

ЗАBEHIND

(фиг.З д), то с приходом тактового импульса в момент (фиг.З в, импульс 4), на С-вход триггера 5 на его Q-выходе остаетс  О (фиг.З е), а не по вл етс  сигнал I, как это было бы в случае t О (фиг. 3 д, е, пунктирные линии ). Сигнал 1 на выходе триггера 5 по вилс  бы только в момент прихода следующего тактового импульса (фиг.З в, импульс 5, момент tti+ J) на С-вход триггера 5, т.е. произошло бы смещение импульса на один тактовый интервал вправо. При этом измен етс  количественное распределение импульсов на Q-выходе триггера 5 по интервалам преобразовани  Тпр;и Т „р ,Vi . Сигнал 1 на Q-выходе D-триггера 15 и выходе блока 16 по вл етс  с приходом тактового импульса с выхоэлемента в момент(FIG. 3d), then with the arrival of the clock pulse at the time (FIG. 3 B, pulse 4), the C-input of the trigger 5 remains at its Q-output O (FIG. 3e), and the signal does not appear I, as it would be in the case of t About (Fig. 3 d, e, dashed lines). The signal 1 at the output of the trigger 5 must be only at the moment of arrival of the next clock pulse (Fig. 3 v, pulse 5, time tti + J) to the C input of the trigger 5, i.e. there would be a pulse offset one clock interval to the right. In this case, the quantitative distribution of pulses at the Q output of flip-flop 5 varies over the Tpr transform intervals and T p, Vi. The signal 1 at the Q-output of the D-flip-flop 15 and the output of block 16 appears with the arrival of a clock pulse from the output element at the moment

14 на С-вход D-триггера14 to C-input D-flip-flop

даYes

15 в момент t,j Ст-,+ t, (фиг.З ж,з) . Элемент 14 осуществл ет задержку тактовых импульсов, поступающих по ши не 11 на врем  t С по влением 1 на выходе блока 16 замыкаетс  ключ 7 и начинаетс  интегрирование величины 1„- Ij, . По следующему тактовому15 at time t, j St -, + t, (FIG. 3, g, h). The element 14 delays the clock pulses received over the bus 11 at the time t With appearance 1 at the output of the block 16 the switch 7 is closed and the integration of the value 1 1 - Ij, begins. By the next clock

IP импульсу (фиг.З г, импульс 5) состо ние D-триггера 15 и выхода блока 16 измен етс  (фиг.З ж, з). На выходе блока 16 формируетс  импульс длительностью D(фиг.За), момент по влени  которого попадает в интервал преобразовани  Т „„j . При этом сохран етс  количественное распределение импульсов на вькодеThe IP pulse (Fig. 3g, pulse 5) the state of the D-flip-flop 15 and the output of the block 16 is changed (Fig. 3 g, g). At the output of block 16 a pulse of duration D (Fig. 3a) is formed, the moment of the occurrence of which falls within the interval of the transformation T "" j. This preserves the quantitative distribution of pulses in the code.

устройства по интервалам Тdevices by intervals T

пр.etc.

процесс повтор етс .the process is repeated.

При большом сигнале на входе преобразовател , если временной интервал между моментом пересечени  выходным напр жением операционного усилител  1 уровн  срабатьшани  компаратора 4 (например, при интегрировании величины I р- Ig,момент tWith a large signal at the input of the converter, if the time interval between the instant of crossing by the output voltage of the operational amplifier 1 of the level of operation of the comparator 4 (for example, when integrating the value of I p-Ig, time t

на фиг.3 и )и моментом по влени  ближайшего тактового импульса t меньше t,,, то с приходом тактового импульса в момент t i (Фиг.Зв, импульс 5) на выходе D-триггера 5 сохран етс  1 (фиг.Зк), а не по вл етс  О, как это было бы при t4 О (фиг.З к,л, пунктирные линии). При этом происходит сливание импульсов, и на выходе триггера 5 формируетс  импульс длительностью 21) (фиг.З к). В результате уменьшаетс  число импульсов (.перепадов) , формируемьос на выходе D-триггера 5 в интервалах3 and) and the moment of occurrence of the nearest clock pulse t is less than t ,, then, with the arrival of the clock pulse at time ti (Fig. 3b, pulse 5), the output of D-flip-flop 5 is saved 1 (Fig. 3k), O does not appear, as it would have been at t4 O (FIG. 3 K, L, dashed lines). When this occurs, the pulses merge, and at the output of the trigger 5 a pulse of duration 21) is formed (FIG. 3k). As a result, the number of pulses (gaps) is reduced, which is formed at the output of the D-flip-flop 5 at intervals

Тпр ив полном интервалеTPR w in full range

N+I,N + I,

преобразовани  Тпр 2 Ч.Transform Tpr 2 Ch.

В рассматриваемом случае с|1гнал О на выходе D-триггера 15 (фиг.4л и на выходе блока 16 управлени  (фиг.4 м) по вл етс  в момент t -j t. С по влением сигнала О на выходе блока 16 размыкаетс  разр дный ключ 7 и начинаетс  интегрирование величины I их приходом следующего тактового импульса (фиг.Зг, импульс 6) на Q-вькоде D-триггера 15 и выходе блока 16 по вл етс  сиг нал 1 (фиг.З л.м), ключ 7 :замьжает с  и начинаетс  интегрирование велиIn the case under consideration, with | 1 signal O at the output of D-flip-flop 15 (Fig. 4l and at the output of control unit 16 (Fig. 4 m)) appears at t -j t. With the appearance of signal O at output of block 16, the bit This key 7 and the integration of the value of I begins with the arrival of the next clock pulse (Fig. 3g, pulse 6) on Q-code of D-flip-flop 15 and the output of block 16 appears 1 (Fig. 3 lm), key 7 : zamyazhaet and integration begins

чиныranks

ьfexПри этом на выходе D-триггера 15 формируетс  импульс длительностью , а на выходе блокаfefexWhen this, at the output of the D-flip-flop 15 a pulse of duration is formed, and at the output of the block

. .

10ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

) - 50 ) - 50

16 - импульс длительностью i - t (фиг.З л, м . в результате сли ни  импульсов на выходе устройства не происходит и, соответственно, не уменьшаетс  количество импульсов в интервалах Трр,- и Т .16 - a pulse of duration i - t (Fig. 3 l, m. As a result of the merging of the pulses at the output of the device does not occur and, accordingly, the number of pulses does not decrease in the intervals Trp, - and T.

Если временной интервал между моментом пересечени  выходным напр жением операционного усилител  1 уровн  срабатьшани  компаратора (например , t y t u на фиг.З д,и) и моментом по влени  ближайшего тактового импульса (фиг.Зв, импульсы 7 и 8, дл  моментов t |, и соответственно ) больше t }, то с приходом ближайшего тактового импульса на Q-выходе D-триггера 5 и выходе блока 16, а через врем  t, и на выходе D-триггера 15 по вл етс  сигнал 1 (фиг.З е-з,к-м ) и формируетс  импульс длительностью . Далее процесс повтор етс . Входное напр жение преобразовател  пропорционально средней частоте следовани  импульсов по выходной шине 17.If the time interval between the moment of crossing by the output voltage of the operational amplifier 1 of the comparator level (for example, tytu in FIG. 3 d, i) and the instant of the next clock pulse (fig.Sv, pulses 7 and 8, for moments t |, and respectively) is greater than t}, then with the arrival of the nearest clock pulse, a signal 1 appears at the Q-output of D-flip-flop 5 and output of block 16, and after time t, and at the output of D-flip-flop 15 (fig.Z e-z, q) and a pulse of duration is formed. The process then repeats. The input voltage of the converter is proportional to the average pulse frequency on the output bus 17.

Claims (2)

1. Преобразователь напр жени  в частоту, содержащий первый и второй ключи, накопительный элемент, выполненный на конденсаторе, компаратор, первый D-триггер, токоограничиваю- Ещй элемент, выполненный на резисторе , источник разр дного тока, операционный усилитель, инвертирующий вход которого объединен с информационным входом первого ключа, первой обкладкой конденсатора, первым выводом резистора и соединен с выходом второго ключа,;неинвертирующий вход  вл етс  общей шиной, выход объединен с выходом первого ключа и соединен с второй обкладкой конденсатора и инвертирующим входом комПаратора, неинвертирующий вход которого  вл етс  общей шиной, а выход компаратора соединен с Ь-входом первого D-триггера, С-вход которого  вл етс  шиной тактовых импульсов S-вход - шиной сброса, информационный вход второго ключа через источник разр дного тока соединен с шиной источника отрицательной пол рности, второй вывод резистора  вл етс  входной ;шиной, управл ющий вход первого клю- ча  вл етс  шиной управлени , отличающийс  тем, что, с1. Voltage-to-frequency converter containing the first and second keys, a cumulative element made on a capacitor, a comparator, the first D-flip-flop, a current-limiting element made on a resistor, a source of discharge current, an operational amplifier whose inverting input is combined with the information input of the first key, the first capacitor plate, the first output of the resistor and is connected to the output of the second key; the non-inverting input is a common bus, the output is combined with the output of the first key and connected to the second one the capacitor key and the inverting input of a Comparator whose non-inverting input is a common bus and the comparator output is connected to the B input of the first D-flip-flop, the C input of which is the clock clock S-input — a reset bus, the information input of the second key through the source the discharge current is connected to the bus of the negative polarity source, the second output of the resistor is an input; the bus, the control input of the first key is a control bus, characterized in that це;лыо повышени  быстродействи , в введены второй D-триггер, блок ут равлени , элемент задержки, вход которого  вл етс  шиной тактовых импульсов , а выход соединен с С-вхо- дом второго В-триггера,В-вход которого соединен с выходом компаратора, S-вход - с шиной сброса, а пр мой выход - с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с пр мым выходом первого D-триггера, а выход соединен с зшравл ющим входом второго ключа и  вл етс  выходной шиной.the speed boost loop has a second D-flip-flop inserted, an expansion unit, a delay element whose input is a clock bus, and the output is connected to the C-input of the second B-flip-flop, whose input is connected to the comparator output , The S input is with a reset bus, and the direct output is with the first input of the control unit, the second input of which is connected to the direct output of the first D-flip-flop, and the output is connected to the reference input of the second key and is the output bus. 2. Преобразователь по п.1, о т - л ичающийс  тем, что блок утгравлени  вьтолнен на трех элвме«- та.х ИЛИ-НЕ, трех элементах И-НЕ, двух К3 триггерах, трех элементах НЕ, вход первого из которых объединен с первыми входами первых элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ и  вл етс  вторым входом блока управлени , выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами первых элементов ИЛИ-НЕ и И-HEj третий вход первого элемента2. The converter according to claim 1, about t - l that is due to the fact that the block is integrated on three elms «- ta.x OR-NOT, three AND-NOT elements, two K3 triggers, three NOT elements, the input of the first of which is combined with the first inputs of the first elements OR-NOT and AND-NOT, and is the second input of the control unit, the output of the first element is NOT connected to the second inputs of the first elements OR-NOT and AND-HEj the third input of the first element И-НЕ. соединен с инверсным выходом первого RS-триггера, R-вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и соединен с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, первый вход котЬрого объединен с входом второго элемента НЕ, цервый вход второго элемента И-НЕ  вл етс  первым входом блока управлени , второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ объединен с вторым входом второго элемента И- НЕ и соединен с выходом второго элемента НЕ, причем выход второго элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход - с S-входом второго RS-триггера,R-входAND-NO. connected to the inverse output of the first RS flip-flop, the R-input of which is combined with the first input of the second OR-NOT element and connected to the output of the third OR-NOT element, the first input of which is combined with the input of the second element NOT, the first input of the second element AND-NOT is The first input of the control unit, the second input of the third element OR-NOT is combined with the second input of the second element AND-NOT and connected to the output of the second element NOT, and the output of the second element AND-NOT is connected to the first input of the third element AND-NOT whose second input connected to you Odom first AND-NO, and output - with the S-input of the second RS-trigger, R-input которого череэ третий элемент НЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, пр мой выход второго RS-триггера  вл етс  выходом блока управлени , второй вход второго элементаwhich the third element is NOT connected to the output of the second element OR NOT, the direct output of the second RS flip-flop is the output of the control unit, the second input of the second element ЮТИ-НЕ объединен с Б-входом первого RS-триггера и соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ.UTI-NOT combined with the B-input of the first RS-flip-flop and connected to the output of the first element OR NOT. 1 г1 g ТT   и and TnaiftTnaift tKV tKV VV
SU864121046A 1986-06-30 1986-06-30 Voltage-to-frequency converter SU1378062A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864121046A SU1378062A1 (en) 1986-06-30 1986-06-30 Voltage-to-frequency converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864121046A SU1378062A1 (en) 1986-06-30 1986-06-30 Voltage-to-frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1378062A1 true SU1378062A1 (en) 1988-02-28

Family

ID=21257910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864121046A SU1378062A1 (en) 1986-06-30 1986-06-30 Voltage-to-frequency converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1378062A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1106013, кл. Н 03 М 1/60, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1132357, кл. Н 03 М 1/60, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4301360A (en) Time interval meter
SU1378062A1 (en) Voltage-to-frequency converter
US7127015B2 (en) Digital filter for reducing voltage peaks
JP3211283B2 (en) Filter circuit
SU1495995A1 (en) Period-to-code converter
US4656460A (en) D/A converter
SU1483638A1 (en) Voltage-to-time-interval converter
US4517473A (en) Solid-state automatic injection control device
US5025224A (en) Incremental integrator circuit
SU1509946A1 (en) Device for nonlinear correction of discrete signals
SU1111253A1 (en) Voltage-to-frequency converter
SU1437981A1 (en) Device for extracting signal pulses
SU1054901A2 (en) Pulse delay device
SU1265983A1 (en) Pulse discriminator with respect to repetition frequency
RU1800596C (en) Pulse generator
SU1626364A1 (en) Pulse width modulator
SU1444708A1 (en) Device for controlling electric motor speed
SU1569879A1 (en) Device for restoration of clock pulses
SU1721813A1 (en) Pulse driver
SU1737714A1 (en) Controlled frequency divider
SU1374173A2 (en) Former of pulse centre of gravity
SU1437956A1 (en) Variable master generator for thyristor inverter
SU1075391A1 (en) Pulse stretcher
SU1196908A1 (en) Device for determining average value
JPH0514213Y2 (en)