SU1764151A1 - Преобразователь период-напр жение - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах приема и обработки информации с частотным ее представлением путем преобразовани  времени периода импульсной последовательности типа меандра в величину напр жени  посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  расширение области использовани  за счет формировани  сигнала сложной формы и быстродействие преобразовател . Преобразователь содержит два ключа 1 и 2, два интегратора 3 и 4 и сумматор 9. За счет введени  двух операционных усилителей 5 и 6 и двух диодов 7 и 8 формировател  коротких импульсов 12 при уменьшении периода преобразуемой частоты выходное напр жение измен етс  мгновенно, что повышает быстродействие преобразовател . 2 ил.

Description

Фиг1

V&,

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах приема и обработки информации с частотным ее представлением, путем преобразовани  времени периода импульсной последовательности типа меандр в величину напр жени  посто нного тока.

Целью изобретени   вл етс  расширение области использовани  за счет формировани  сигнала сложной формы.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства.

Преобразователь содержит ключи 1 и 2. Ключ 1 замыкаетс  на врем  присутстви  на его входе отрицательного потенциала. Ключ 2 замыкаетс  на врем  присутстви  на его управл ющем входе напр жени  - тока положительной пол рности.

Преобразователь включает также интеграторы 3 и 4, операционные усилители 5 и 6, диоды 7 и 8, сумматор 9, назначением которого  вл етс  формировать на своем выходе посто нное напр жение, величина которого пропорциональна разности напр жений на его двух входах в каждый момент времени, выходную шину 10 и выходную шину 11. На чертеже также приведены примеры выполнени  интеграторов 3, 4, ключей 1 и 2, формировател  коротких импульсов тока 12, в виде дифференцирующей цепи и сумматора 9, которые, по мнению автора,  вл ютс  оптимальными дл  за вленного технического решени . Обща  шина 14 соединена с неинвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6.

Импульсна  последовательность UBx, поданна  на шину 10, представл ет из себ  меандр, период которой преобразуетс  в посто нное напр жение.

В том случае, если преобразуема  частота , не  вл етс  меандром, то она предварительно преобразовываетс  в меандр, например, с помощью счетного триггера, срабатывающего от передних фронтов импульсов преобразованной частоты.

Устройство работает следующим образом .

В момент времени ti в установившемс  режиме (см, фиг. 2) на шине 1 присутстеуе положительное напр жение UBX. Заметим, что входные импульсы имеют разную пол рность , но по модулю посто нну.о амплитуду.

При указанной пол рности напр жени  - напр жение с выхода интегратора 3 отрицательной пол рности и это напр жение убывает во времени. Напр жение с выхода интегратора 4 положительной пол рности IJ4 и оно во времени увеличиваетс . Напр жение с выходов усилителей 5 и б соответственно положительное и отрицательное, от которых диоды 7 и 8 смещаютс  в обратном направлении. Ключи 1 и 2 разомкнуты. Напр жение ивых на шине 11 равно разности

напр жений на его входе, котора  со временем остаетс  посто нной, т. к. насколько уменьшилось отрицательное напр жение с выхода интегратора 3, настолько увеличилось положительное напр жение с выхода

0 интегратора 4. Такое состо ние будет продолжатьс  до момента времени t2. В момент времени ta на входной шине 10 сформировалось отрицательное напр жение UBx и на выходе формировател  12 сформировалс 

5 импульс тока отрицательной пол рности, под действием которого произошло замыкание ключа 1. Напр женнее выхода интегратора 3 в указанный момент времени стало равным нулю, и поэтому напр жение близко

0 к нулю и с выхода операционного усилител  5 и поэтому кратковременное замыкание ключа 1 состо ние интегратора 3 не изменило . Под действием отрицательного напр жени  на шине 10 на выходе интегратора 3

5 линейно происходит во времени нарастание отрицательного напр жени , тогда как на выходе интегратора 4 происходит во времени линейное убывание положительного напр жени .

0 Разность потенциалов между выходами интеграторов 3 и 4 посто нна и поэтому посто нно и выходное напр жение с выхода сумматора 9, т. е. Увых на шине 11. В момент времени тз величина напр жени  с выхода

5 интегратора 4 стала равной нулю и в этот момент произошла смена пол рности входного напр жении с отрицательного на положительное , с выхода формировател  12 сформировалс  токовый положительный

0 импульс, под действием которого произошло замыкание ключа 2, но так как в этот момент на выходе усилител  б напр жение равно нулю, то оно на состо ние интегратора 4 никакого вли ни  не оказало.

5 В момент времени t4 произошло уменьшение периода входных импульсов и смена пол рности с положительной на отрицательную , вследствие чего сформировалс  импульс с формировател  12 тока отрицаQ тельного направлени  и произошло замыкание ключа 1, К этому моменту времени напр жение с выхода интегратора 3 осталось отличным от нул  и отрицательной пол рности поэтому с выхода операционного

5 усилител  5 напр жение положительной пол рности через замкнутый ключ 1 быстро разр жает конденсатор интегратора 3 до нул  (образуетс  100% отрицательна  обратна  св зь между выходом и входом усилител  5), Вследствие этого измен етс 

разность напр жений на входах сумматора 9 в сторону ее уменьшени , и как следствие выходное посто нное напр жение скачком становитс  меньше, т. е. становитс  в соответствии с новым периодом входной им- пульсной последовательности, т. е. насколько-уменьшилс  период входной импульсной последовательности, настолько изменилась и величина выходного посто нного напр жени .

Далее работа аналогична рассмотренной до момента времени te. После момента te произошло увеличение периода преобразуемой частоты - на шине 10 UBx. В момент te напр жение на выходе интегратора 3 11з достигло нул  и далее стремитс  стать положительным , но на выходе операционного усилител  5 напр жение становитс  отрицательным , и оно отпирает диод 7, т. е. образуетс  100% отрицательна  обратна  св зь в операционном усилителе 5, вследствие чего дальнейший прирост напр жени  на интеграторе 3 невозможен и величина напр жени  с интегратора 3 до момента времени п устанавливаетс  близкой к нулю, тогда как напр жение с выхода интегратора 4 Щ продолжает линейно увеличиватьс  до момента времени t , в св зи с этим линейно увеличиваетс  разность напр жений между входами сумматора 9 и на выходной шине 11 Un. В момент времени ta произошло уменьшение периода преобразуемой импульсной последовательности и пол рность входного напр жени  стала положительной , кратковременно замкнулс  ключ 2 и конденсатор интегратора 4 быстро разр дилс  до нул , в соответствии с этим и уменьшилось выходное напр жение Un.

Далее работа аналогична,

Достоинством предложенного технического решени   вл етс  увеличение быстродействи  с одновременным отсутствием пульсаций в выходном напр жении при отсутствии изменений времени между полупериодами входных импульсов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь период-напр жение, содержащий два ключа, два интегратора и сумматор, выход которого соединен с выходной шиной, а его два входа - с первыми выводами соответствующих ключей, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области использовани  путем формировани  сигнала сложной формы, в него дополнительно введены формирователь коротких импульсов, два операционных усилител , два диода, входы интеграторов и формирователи коротких им пульсов соединены с входной шиной преобразовател , неинвертирующие входы операционных усилителей соединены с общей шиной, и инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с соответствующими входами сумматора и соответствующими выходами первого и второго интеграторов, с анодом первого и катодом второго диодов, катод и анод которых соответственно соединены с выходами первого и второго операционных усилителей и с вторыми выходами первого и второго ключей, входы управлений которых соединены с выходом формировател  коротких импульсов.