SU413618A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электронной измерителыюй и вычислительной техники, а именно к устройствам, преобразующим электрические сигналы во временной интервал в системах и приборах автоматического кои1рол  и регулировани .

Известны врем -импульсные преобразователи двух электрических сигналов, содержащие усилители с конденсаторами и токозадающие транзисторы, на которые подаютс  управл ющие сигналы, а обща  ншна источииков этих двух управл ющих сигналов соединена с базами токозадающих транзисторов и выходом устройства. Недостатком таких устройств  вл етс  их низка  точность преобразовани , вызванна  зависимостью выходных параметров от изменеии  величин нагрузки и параметров токозадающих транзисторов, которые не охвачены цеп ми обратных св зей, что оказывает значительное вли ние на точность преобразовани  при эксплуатации устройств в щироком диапазоне температур и изменении питающих напр жений.

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности преобразовани .

Дл  достижени  этой цели один из ключевых ycилитev eй через коллекторный и первый масщтабпый резисторы, а другой ключевой усилитель через нагрузку и второй масштабный резистор соединены с шиной источника

питани  и с щиной питани  дифференциального усилител , причем точки соедипени  коллекторного резистора с масштабным резистором и нагрузки с масштабным резистором соответственно подключены через соответствующие резисторы обратной св зи ко входам врем -импульсного преобразовател , а выходы дифференциального усилител  подключены к базам транзисторов соответствующих ключевых усилителей, эмиттеры которых соединены с обпшми щинами диффере1ии1ального усилител , источника И1ггани  и источника преобразуемых сигналов.

На фиг. 1 изображена электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 - форма импульсов на выходе устройства.

Предлагаемое устройство содерл ит дифференциальный усилитель 1, имеющий транзисторы любого типа проводимости, ключевые усилители 2, собранные на транзисторах той же проводимости, источник питани  3, масштабные резисторы 4, резисторы св зи 5, коллекторный резистор 6 и нагрузку 7.

Устройство работает следуюншм образом.

При подаче на схему пита1он1его папр жени  от источника питапи  3 в устройстве возникают автоколебани  (20 -100 кгц), вызываемые избыточным коэффициентом усилени  на рабочей частоте замкнутой нелинейно системы , состо щей из дифференциального усилител  1 с включенными между коллекторами и базами конденсаторами, ключевого усилител  2, резисторов обратной св зи 5 и делителей из масштабных резисторов 4 с одной стороны и коллекторного резистора 6 и нагрузки 7 - с другой.

Частота автоколебаний определ етс  нараметрами этой замкнутой системы. Такую систему можно рассматривать как носледовательное соединение линейного (дифференциальный усилитель 1) и ограничивающего (ключевые усилители 2) звеньев, охваченных ценью обратной св зи с заназдыванием. Ток, протекающий по базам транзисторов дифференциального усилител  1, в зависимости от разности входных сигналов на входах БХ| и вхз, смещает нулевую ось системы, нричем амнлитуда колебаний остаетс  неизменной за счет больщого петлевого коэффициента усилени , достигающего величины пор дка 50 и более. В этом случае пропорционально смендению нулевой оси мен етс  скважность генерируемых имнульсов, форма которых практически приближаетс  к пр моугольной.

В исходном состо нии t/BXi t/axj скважность генерируемых импульсов равна двум. При значени х входных сигналов Uвх, 0вх скважность этих имнульсов увеличиваетс , а при иBXt ,.- уменьн1аетс  пропорционально разности этих входных сигналов.

Дл  описываемой системы характерно следующее условие баланса:

/вх. ( + .) + (/к + /ОС, + /ОС. - - /вх. (2„ + ) + (/„+/ОС.,) ZH+/OC, ,

где /BXi-ток ОТ ВХОДНОГО сигнала на входе; /вх.,- ток от входного сигнала на входе; RK - коллекторный резистор 6; Roc - резисторы обратной св зи 5; Z,, - эквивалентное сопротивление нагрузки 7;

/г, - ток через нагрузку 7;

/со,, /ос, -токи соответствуюн1их цепей обратных св зей.

Из уравнени  следует, что смещение нулевого уровн , а следовательно, н скважности генерируемых 1мпульсов зависит не юлько oi значений /вх, и /ах,, т. е. от входных сигналов.

но и от значений токов /  и /ос. характеризующих изменение величины тока нагрузки схемы, что вносит необходимую коррекцию в величину длительности импульса, позвол   мен ть нагрузку схемы в широких пределах, не мен   нри этом среднее значение тока за нериод , учитывать разбросы параметров элементов и величин Г1нтаюид,их напр жений.

Нагрузку 7 можно включать как в коллекторную цень одного из ключевых усилителей 2, так и в коллекторные цени обоих ключевых усилителей 2, а также к точкам соединени  коллекторного резистора 6 и нагрузки 7 с масштабными резисторами 4, что часто необходимо нри дифференциальной схеме включени  нагрузок.

Учитыва  то, что принцип работы устройства не мен етс  от способа включени  нагрузок , работа схемы онисана при включении на20 грузки 7 в коллекторную цень одного из ключевых усилителей 2.

П)едмет изобретени 

25 Вре.м -импульсный преобразователь двух электрических сигналов, состо щий из дифференциального усилител  с включенными между коллекторами и базами транзисторов конденсаторами и двух ключевых усилителей,

30 охваченных обратными св з ми, и источника нитани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности нреобразовани , один из ключевых усилителей через коллекторный и нервый масштабный резисторы, а

35 другой ключевой усилитель через нагрузку и второй масштабный резистор соединены с шиной источника нитани  и с шиной питани  дифференциального усилител , причем точки соединени  коллекторного резистора с масштабным резисторо.м и нагрузки с масштабным резистором соответственно подключены через соответствующие резисторы обратной св зи ко входам врем -импульсного преобразовател , а выходы дифференциального усн45 лнтел  подключены к базам транзисторов соответствуюндих ключевых усиличелей, эмтггтеры которых соединены с общнми ншна.мн ди()фе )е11циал15ного усилител , источника питани  II источннка нреобразуемых снгналов.

ос.

5