SU330537A1 - Преобразователь тока в частоту - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах, информационно-измерительных системах, системах централизо1ванного контрол  и регулировани  электрических величин, телеметрии и т. д.

Известен преобразователь тока в частоту, содержащий параллельно соединенные интегрирующий конденсатор, ключ и устройство сра:внен,и  напр жений, один из входов которого .подключен к точке соединени  интегрирующего конденсатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напр жени , а выход соединен с управл ющим входом ключа.

Недостаток известного преобразовател  состоит в том, что в нем точность преобразовани  существенно зависит от точност1и выполнени  составл ющих его элементов.

Цель изобретени  - повыщение точности преоб1разовани  без использовани  прецизионных элементов, расширение пределов изменени  частоты, повыщение стабильности и надежности преобразовател .

Цель достигаетс  тем, что предлагаемый преобразователь снабжен дополнительным конденсатором, дополнительным ключом и устройством управлени  им, например дифференцирующим усилителем. Дополнительный конденсатор включен параллельно источ )П1ку преобразуемого тока, вход устройства управлени  дополнительным ключом включен параллельно интегрирующему конденсатору, а выход соединен с управл ющим входом дополнительного ключа, включенного между точкой соединени  дополнительного конденсатора с выходом источника преобразуемого гока и точкой соединени  входа устройства управлени  дополнительнылг ключом с интегрирующим конденсатором.

Схема предлагаемого преобразовател  изображена на чертеже.

Интегрирующий конденсатор 1 защунтирован ключом 2, управл ющий вход которого соединен с выходом устройства 3 сравнени  напр жений источаика опорного напр жеши  4 и интегрирующего конденсатора /. Вход устройства 5 управлени  доиолнительным ключом 6 включен параллельно интегрирующему конденсатору /, а выход соединен с управл ющим входом дополнительного ключа 5, включенного между точкой соединени  дополнительного конденсатора 7 с выходом источника 5 преобразуемого тока и точкой соединени  входа устройства 5 управлени  дополнительным ключом 6 с интегрирующим конденсатором /. Дополнительный конденсатор 7 включен параллельно нсточшику 8 преобразуемого тока. управл емого ключа 6 соответствует зар ду, а разомкнутое состо ние - разр ду интегрирующего конденсатора /. При зар де интегрирующего конденсатора / ключ 2 разомкнут . В момент, когда напр жение на ннтетр нру1ощем конденсаторе / становитс  равным напр жению нсточеика опорного на пр женн  4, устройство 3 сравнени  замыкает ключ 2 и начинаетс  разр д 1тнтегрирующего конденсатора /. По акончанин разр да интегрирующего конденсатора устройство 3 сравнени  размыкает ключ 2 ;и начинаетс  новый цикл зар да интегрИруЕощего конденсатора. Знак скорости -тт «з.мененн  напр жени  на ннтегрируюпдем конденсаторе / определ ет нол рность выходного напр жени  дифференцлрующего усилител  5. Рсли скорость изменени  напр жени  на интегрирующем конденсаторе больше или 1 п равна нулю --тг - что соответствует времен-и зар да интегрирующего конденсатора, то выходное напр жение дифференцирующего усилител  5 меньще нул  или равно «улю; при этом дополнительный управл емый ключ 6 замыкаетс  и источник 8 преобразуемого входного тока подключаетс  к интегрирующему конденсатору / Если скорость изменени  напр жени  на интегрирующем конденсаторе меньше нул  1 -п ( -77 и I, что соответствует времени .ра13р да интегрирующего конденсатора, то В1э1ходное напр жение дифференцирующего усил-ител  5 меньще нул ; при этом дополнительный ключ 6 размыкаетс  и источник 8 преобразуемого входного тока отключаетс  от интегрирующего конденсатора. Количество электричества, поступающее от источника 8 преобразуемого (входного тока за врем  разр да интегрирующего конденсатора /, накапливаетс  в дополнительном ко.нденсаторе 7. Во врем  последуюпдто зар да ,);ттегрирующего конденсатора накопленное дополнительным конденсатором количество электричества складываетс  арифметически с количеством электричества, накапливаемым (Интегрирующим конденсатором / от источника 8 преобразуемого входного тока. В предлагаемом преобразователе устройство сравнен и  3 срабатывает, если в интегрирующем конденсаторе / накоплено заданное количество электричества: ,(1) Количество электричества g складываетс  двух слагаемых: q--q, . g.-количество электричества, поступившее с входным током. qi -- f,y.,, /3); -величина входного преобраз емого тока, tj - врем  зар да интегрирующего конденсатора, q2 - количество электричества, возвращенное дополнительным конденсатором . Учитыва , что дополнительный конденсар 7 подключаетс  к источнику 5 преобраемого входного тока на врем  разр да ингрируюш;его конденсатора, наход т: д,-/в.,(4) е 4t р-врем  разр да интегрирующего нденсатора. Использу  соотнощени  (2), (3), (4). почают а /вк(Д4 -- (Агр).f5) При заданном входном токе LK з устаноивщемс  режиме в преобразователе имеет есто процесс автоколебан1ий с периодом выодных импульсов: Т М, -:- ДЛ„ е Т-период выходных и.мпульсов. С учетом выражени  (6) выражение (5) риобретает вид: q- , ткуда с учетом выражени  (1): Г г- -О- - . ВХ-ВХ Частота выходных импульсов: , 1 „ х Т С-и де / - частота выходных импульсов. Из выражени  (9), описывающего статиескую характеристику предлагаемого преобазовател , следует, что указанна  характеистика линейна  во всем диапазоне преобазуемых входных токов.

ни  напр жении, один из входов которого подключен к точке соединени  интегрирующего кондексатора и ключа, другой вход подключен к источнику опорного напр жени , а выход соединен с управл ющим входом ключа , отличающийс  , что, с целью повышени  точности и надежности, расширени  пределов изменени  частоты, преобразозатель содержит дополнительный конденсатор, дополнительный ключ и устройство управлени 

дополнительным ключом, например дифференцирующий усилитель, причем дополнительный конденсатор включен между входными клеммами преобразовател , к одной из которых подсоединен вход дополнительного ключа, eio второй вход соединен с выходом устройства управлени  дополнительным клюЧОМ , ,вход которого подключен к общей точке соеди иен и   и нтегр иру ющего конденсатор а, ключа и выхода дополнительного ключа.

ф7 5