SU1392617A1 - Преобразователь тока в частоту - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет упростить преобразователь тока в частоту при его относительно простом схемном решении . Преобразователь содержит конденсатор 1 и пороговый элемент 5, в цепи положительной обратной св зи которого включен конденсатор 2, Вход порогового элемента через диоды 3, 4 подключен к входу преобразовател  и через резистор 8 к инвертирующему выходу порогового элемента, 2 ил.

Description

со

со to

О5

Фиг.1

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано в аналого- цифровых измерительных системах,а также может примен тьс  в качестве простого автогенератора относительного стабильного импульсного напр жени  с независимо регулируемыми в широком диапазоне частотой и длительностью импульсов .

Цель изобретени  - упрощение преобразовател  тока в частоту

На фиг„1 изображена функциональна схема преобразовател  ток-частота; на фиГо2 - временные диаграммы, по сн ющие его работуо

Преобразователь тока в частоту следовани  импульсов напр жени  содержит первый 1 и второй 2 конденсаторы , диоды 3 и 4, пороговый элемент 5, снабженный инвертирующими 6 и неинвертирующим 7 выходами, резистор 8 входную шину 9 и источник 10 питани .

Преобразователь работает -следующи

образомо

В исходном состо нии при отсутствии входного тока преобразовател  напр жение на входе порогового элемента 5 равно нулю и, соответствен-- но, на его инвертирующем выходе 6 имеетс  высокий уровень напр жени , а на его неинвертирующем выходе 7 - низкий уровень напр жени  При этом диод 3 заперт и резистор 8 не оказывает вли ни  на работу схемьь

При подключении к входу 9 преобразовател  источника тока I он начинает зар жать входной интегрирующи конденсатор 1 и напр жение на нем линейно возрастает ГфиГо2, диаграмма

l,)o Конденсатор 2 через диод 4 и малое выходное сопротивление noporoBord элемента 5 в это врем подключен параллельно конденсатору 1 и зар жаетс  одновременно с ним (диаграмма 2),, При этом напр жение на входе порогового элемента также воз растаеТо

В момент времени t, напр жение на входе порогового элемента достигает уровн  его переключени  Пд, на инвертирующем выходе 6 порогового элемента напр жение начинает, уменьщать- с , а на неинвертирующем выходе 7 - увеличиватьс . Увеличение напр жени  на неинвертирующем выходе порогового элемента по цепи положительной обратной св зи, образованной конденсатором 2, лиодом 3 и резистором 8,

0

5

0

5

0

5

0

5

передаетс  на вход порогового элеме 1- та 5, н результате чего переключение порогового элемента }1осит лавинообразный характер и )1апр жение на инвертирую1чем выходе 6 скачком уменьшаетс  до низкого уровн  (фигг.2, диаграмма З), а на неинвертирующем выходе 7 скачком возрастает до высокого уровн  (фиг о 2 , диаграмма 4) с. При этом ДИОД 3 открываетс  и резистор 8 через малое выходное сопротивление порот ового элемента 5 подключаетс  к общей шине о Положительный перепад напр жени  с выхода 7 через конденсатор 2 передаетс  на вход порогового элемс;нта, формиру  на резисторе 8 скачок напр жени  (фиг„2,диаграмма 2, момент t|), который запирает диод 4, откль:ча  конденсатор 1 от порогового элем(нта„

В промежуток времени t , t t происходит формирование выходного импульса преобразовател . В это же врем  ток перезар да конденсатора 2 протекает по цепи: выход 7 порогового элем(;нта, конденсатор 2, диод 3, резистор 8, выход 6 порогового элемента , обща  шина источника питани 

Ток зар да конденсатора 2 экспоненциально уменьшаетс  и, следовательно , соответственно уменьшаетс  падение напр жени  на резисторе 8 о Экспоненциально уменьщающеес  нацр - -жение на входе порогового элемента в момент времени tj сравниваетс  с медленно возрастающим напр жением на конденсаторе 1 и затем становитс  меньше его на величину падени  напр жени  на открьтщемс  при этом диоде 4„ Отпирание диода 4 приводит к тому, что конденсатор 1 шунтируетс  резистором В, который через диод 3

и малое вь1ходное сопротивление инверI ,

тирующего выхода б окаэьшаетс  под-.

ключенным параллельно конденсатору 1 а При этом конденсатор 1, также как и конденсатор 2, начинает разр жатьс  через резистор 8 и входное напр жение порогового элемента 5 начинает уменьшатьс , стрем сь (при соответствующем выборе сопротивлени  резистора 8) к величине, меньшей напр жени  переключени  порогового элемента 5„ В момент t входное напр жение порогового элемента становитс  порога переключени  н выходные напр жени  порогового элемента возвращаютс  в исходное состо нщро На этом

заканчиваетс  формирование выхол- ного импульса преобразовател . Диод 3 запираетс , отключа  от входа порогового элемента резистор 8, а зар женный за врем  формировани  импульса конденсатор 2 подключаетс  параллельно конденсатору 1, в результате чего конденсатор 2 разр жаетс  через конденсатор 1 по цепи: права  по схеме обкладка конденсатора 2, неинвертирующий выход 7 порогового элемента 5, обща  шина источника питани  порогового элемента, конденсатор 1, диод 4, лева  обкладка конденсатора 2о

По окончании разр да конденсатора 2, зар д конденсатора 1 уменьшаетс . Соответственно уменьшаетс  напр жение на конденсаторе 1 на величину ли (фиг„2, диаграмма 1)о В момент t процесс передачи зар да от конденсатора 1 конденсатору 2 заканчиваетс  а Напр жение на конденсаторе 1 начинает увеличиватьс , и цикл повтор етс  „

Из анализа схемы преобразовател  следует, что его статическа  характеристика в первом приближении описываетс  уравнением

f ex

где f - выходна  частота преобразовател ;

С7 - емкость конденсатора 2; и - амплитуда выходного импульса преобразовател  Независимость выходной частоты от величины порога срабатьшани  обеспечивает высокую стабильность статической характеристики преобразовани 

Так как цепь, образованна  последовательно соединенными конденсатором 2

диодом 3 и резистором 8, в перчол формировани  выходного импульсл преобразовател  включена в цепь положительной обратной св зи порогоиого элемента 5, то процесс перекл. очсни  преобразовател  носит лавинообразный характер, обеспечива  формирование крутых фронтов выходного импульса

0 Это позвол ет использовать в качестве порогового элемента достаточно простые функциональные узлы, не содержащие в своем составе цепей положительной обратной св зи (как в

5 тригг ере Шмитта) , например, компаратор напр жени , цифровые схемы типа логических инверторов и т.п. Это упрощает схему преобразовател ,

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Преобразователь тока в частоту, содержащий резистор, первый конденсатор , первый вывод которого  вл ет5 с  входной шиной, а второй вывод подключен к шине нулевого потенциала , второй конденсатор, первый вывод которого подключен к неинвертирующему выходу порогового элемента, а

   0 второй вьшод - к входу порогового элемента, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , в него введены два диода и источник питани , первый выход которого подклю5 чен к первому входу питани  порогового элемента, а второй выход соединен с вторым входом питани  порогового элемента и подключен к шине нулевого потенциала, при этом анод

   0 первого диода соединен с первым выводом первого конденсатора, а катод - с входом порогового элемента и анодом второго диода, катод которого через резистор соединен с инвертирующим выходом порогового элемента

   1

   Врем  t

   Фи2.2