SU1688410A1 - Преобразователь напр жени в частоту следовани импульсов - Google Patents

Description

1

(21)4709029/24

(22) 22.06.89

(46)30.10.91.Бюл. №40

(72) Ю.В.Тимкин, И.Н.Панов и Г.В.Короткова

(53)681.325(088.8)

(56)Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы./Под ред. Якубовского С.В. 1985, с. 368-369. рис. 6.95.

Авторское свидетельство СССР Ne 1018243, кл. Н 03 М 1/60, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

(57)Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в измерительных приборах дл  этапа промежуточного преобразовани  напр жени  в код. Цель изобретени  - повышение надежности при одновременном повышении точности. Это достигаетс  введением триггеров 9 и 14, элемента И-НЕ 13 и ключей 18 и 20 и образованием новых функциональных св зей. Устройство также содержит интегратор 1, пороговые элементы 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 15. триггер 6, одновибратор 7, элементы И 11 и 12, инвертор 24. ключи 16, 17. 19 и 21, конденсатор 22, входную шину 2 и выходные шины 8 (модул  выходной частоты) и 10 (знака выходной частоты). 2 ил.

Ё

О 00 00

4

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в измерительных приборах дл  промежуточного преобразовани  напр жени  посто нного тока в код.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства при одновременном повышении точности.

На фиг.1 изображена электрическа  функциональна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства в момент формировани  выходного импульса.

Преобразователь напр жени  в частоту следовани  импульсов содержит интегратор 1 с входной шиной 2, первый 3 и второй 4 пороговые элементы, первый элемент ИЛИ 5, первый триггер 6, одновибратор 7 с первой выходной шиной 8, второй триггер 9, вторую выходную шину 10, первый элемент И 11, второй элемент И 12, элемент И-НЕ 13, третий триггер 14, второй элемент ИЛИ 15. первый-шестой ключи 16-21, конденсатор 22, источник 23 опорного напр жени , инвертор 24.

Устройство работает следующим образом .

Пусть на выходе элемента 3 высокий уровень по вл етс  при положительном (с учетом порога) напр жении на выходе интегратора 1, а на выходе элемента 4 - при отрицательном. Триггер 6 переключаетс  от высоких уровней входных напр жений (выполнен на элементах типа ИЛИ- НЕ), а триггеры 9 и 14 - от низких уровней входных напр жений (выполнены на элементах типа И-НЕ). Ключи 17-21 наход тс  в открытом (замкнутом) состо нии при высоком уровне на их управл ющих входах, что при использовании ключей именно серии К590 требует инверсии управл ющих сигналов. Источник 23 имеет отрицательную пол рность (положительный вывод соединен с общей шиной - землей).

При значении напр жени  на выходе интегратора 1 в пределах пороговых значений элементов 3 и 4 и при отрицательном напр жении на шине 2 выходные уровни элементов устройства и их состо ние будут как уровень - на выходах элементов 3-5, на инверсном выходе одновибратора 7, на выходах элементов 11, 12 и 15, на инперс- ном выходе триггера 9, на пр мом выходе триггера 14, при этом в открытом состо нии наход тс  ключи 19 и 21, а конденсатор 22 зар жен до напр жени  источника 23; высокий уровень - на пр мом выходе триггера 6 и на шине 10(шине знака выходной частоты устройства), на выходе элемента 13 и на

выходе инвертора 24, при этом ключи 16-18 и 20 наход тс  в закрытом состо нии.

Нарастание напр жени  на выходе интегратора 1 приводит к по влению высокого

уровн  на выходах элементов 3 и 5, к по влению низкого уровн  на пр мом выходе одновибратора 7 и высокого уровн  на инверсном выходе этого одновибратора (фиг.2). Триггер 9 переключаетс  в нулевое

состо ние, что приводит к закрыванию ключей 21 и 19 низким уровнем с выхода инвертора 24. Далее, по вление низкого уровн  на выходе элемента 13 приводит к переключению в единичное состо ние триггера 14, и

на всех трех входах элемента 11 оказываютс  высокие уровни. Это приводит к открыванию ключей 16 и 18 высоким уровнем с выхода элемента 11. При этом зар д, имеющийс  на конденсаторе 22, передаетс  на

конденсатор интегратора 1 с соответствующим понижением напр жени  на его выходе . Спуст  врем , определ емое длительностью импульса одновибратора 7, которое выбираетс  из требований максимального разр да конденсатора 22 и быстродействи  устройства, на пр мом выходе одновибратора 7 по вл етс  высокий уровень , соответствующий моменту окончани  выходного импульса на шине 8 (модул  выходной частоты), на инверсном выходе одновибратора 7 по вл етс  низкий уровень, привод щий к окончанию высокого уровн  на выходе элемента 11, что соответствует запиранию ключей 16 и 18. Далее низким

уровнем с выхода элемента 15 триггер 9 устанавливаетс  в единичное состо ние, привод щее к открыванию ключей 19 и 21 и зар ду конденсатора 22 от источника 23. Таким образом, импульс, открывающий

ключи 16 и 18 (или 17 и 20 при положительной пол рности напр жени  на шине 2), оказываетс  как бы вложенным в импульс, запирающий ключи 19 и 21. За счет этого исключаютс  сквозные токи в ключах устройства , обеспечивающих последовательный зар д и разр д конденсатора 22.

Если входное напр жение устройства обозначить через UBx, величину сопротивлени  в цепи первого входа интегратора 1 через R, емкость конденсатора интегратора 1 - через Си. емкость конденсатора 22 - через С3 и величину ЭДС источника 23 - через Don, то при условии полного разр да конденсатора 22 за врем , соответствующее длительности импульса одновибратора 7. можно определить выходную частоту устройства

Р Ув- Сэ J U п Си R

Основное преимущество предлагаемого устройства по сравнению с устройством- прототипом заключаетс  в наличии единственного прецизионного источника опорного напр жени  независимо от знака входного напр жени . Кроме того, использование шести ключей вместо четырех позвол ет исключить сквозные токи в ключах (при приведенном построении схемы управлени ), за счет чего повысить точность уст- ройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь напр жени  в частоту следовани  импульсов, содержащий интегратор , первый вход которого  вл етс  вход- ной шиной, выход соединен с входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены соответственно с входами запуска и сброса первого триггера и соответственно с первым и вторым входа- ми первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора, пр мой выход которого  вл етс  первой выходной шиной, второй выходной шиной  вл етс  пр мой выход первого триггера и первый вход первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, первый ключ, выход которого соединен с вторым входом интегратора , информационный вход - с выходом второго ключа и с первым выводом накопительного элемента, выполненного на кон-

   денсаторе, второй вывод которого соединен с выходом третьего ключа и через последовательно соединенные четвертый ключ и источник опорного напр жени  - с общей шиной, инвертор, выход которого соединен с управл ющим входом четвертого ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при одновременном повышении точности, в него введены элементы И-НЕ, п тый, шестой ключи, второй и третий триггеры, вход сброса первого из которых соединен с пр мым выходом одновибратора , инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, с входом сброса третьего триггера и с Еторы- ми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с управл ющими входами соответственно первого, третьего и второго, п того ключей, выход последнего из которых соединен с вторым входом интегратора, информационный вход - с выходом Уретьего ключа, вход которого  вл етс  общей шиной, информационный вход шестого ключа  вл етс  общей шиной, выход соединен с первым выводом конденсатора, управл ющий вход объединен с управл ющим входом четвертого ключа , а вход инвертора объединен с вторым входом элемента И-НЕ и подключен к инверсному выходу второго триггера, вход запуска которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход элемента И-НЕ - с входом запуска третьего триггера, пр мой выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И.