SU503360A1

SU503360A1 - Voltage to time converter

Info

Publication number: SU503360A1
Application number: SU1855833A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Хоренович Михайлов; Александр Антонович Лотто; Михаил Григорьевич Розенблат; Олег Владимирович Аникеев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1490
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1972-12-06
Publication date: 1976-02-15

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике и может использоватьс дл измерени напр жени посто нного тока, путем преобразовани его в интервал времени.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure a DC voltage by converting it into a time interval.

Известен преобразователь напр жени в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом бипол рного источника пилообразного напр жени , состо щего из двух разнопол рных источников тока , накопительного конденсатора и синхронизированного переключател , причем перва обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом синхронизированного переключател и общей щиной, а втора - с входом синхронизированного переключател , упправл ющий вход которого подключен к клемме тактовой частоты, и выходами разнопол рных источников тока и инвертирующим входом дифференциального усилител .A voltage-to-time converter is known, comprising a differential amplifier, the inverting input of which is connected to the output of a bipolar sawtooth source consisting of two different current sources, a storage capacitor and a synchronized switch, and the first plate of the storage capacitor is connected to the output of a synchronized switch and the total length, and the second - with the input of a synchronized switch, the control input of which is connected to the terminal ktovaya frequency, and the outputs of different current sources and inverting input of the differential amplifier.

Однако дл известного преобразовател характерна сложность, обусловленна наличием специальных устройств дл выделени информации о пол рности преобразуемого напр жени .However, a known converter is characterized by complexity, due to the presence of special devices for extracting information about the polarity of the voltage being converted.

С целью упрощени преобразовател в него введены дополнительный синхронизированный переключатель и бипол рна ключева схема, состо ща из резистора, первый вывод которого подключен к базам двух разнопол рных транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей щиной, а коллекторы - с соответствующими входами разнопол рных источников тока, причем первый вход дополнительного синхронизированного переключател соединен с входной клеммой, второй вход - с общей шиной, управл ющий вход - с клеммой тактовой частоты, а выход - с неинвертирующим входом диференциального усилител ,In order to simplify the converter, an additional synchronized switch and a bipolar key circuit are introduced into it, consisting of a resistor, the first output of which is connected to the bases of two different transistors, the emitters of which are connected with a common thickness, and the collectors with the corresponding inputs of different current sources, the first input of the additional synchronized switch is connected to the input terminal, the second input is connected to the common bus, the control input is connected to the clock frequency terminal, and the output is non-inverted they input of the differential amplifier,

выход которого подключен к второму выводу резистора бипол рной ключевой схемы.the output of which is connected to the second output of the bipolar key circuit resistor.

На чертеже изображена функциональна электрическа схема преобразовател . Преобразователь напр жени в интервалThe drawing shows a functional electrical circuit of the converter. Span to Span Converter

времени содержит дифференциальный усилитель 1, инвертирующий вход которого подключен к выходу бипол рного источника 2 пилообразного напр жени , который состоит из источников 3 и 4 тока положительной иtime contains a differential amplifier 1, the inverting input of which is connected to the output of bipolar source 2 of the sawtooth voltage, which consists of sources 3 and 4 of the positive and

отрицательной пол рности, накопительного конденсатора 5, включенного между соединенными между собой выходами разнопол рных источников 3, 4 тока и общей щиной 6, и синхронизированного переключател 7, подсоединенного параллельно накопительному конденсатору 5. Соединенные между собой выходы разнопол рных источников 3 и 4 тока образуют выход бипол рного источника 2 пилообразного напр жени . Неинвертирующийnegative polarity, storage capacitor 5 connected between interconnected outputs of different polarity sources 3, 4 current and total thickness 6, and synchronized switch 7 connected in parallel to storage capacitor 5. The interconnected outputs of different polarity sources 3 and 4 of current form an output bipolar source 2 sawtooth. Non-inverting

вход дифференциального усилител 1 подключен к выходу дополнительного синхронизированного переключател 8, первый вход которого соединен с входной клеммой 9, а второй - с общей шиной 6. Управл ющие входы синхронизированного переключател 7 и дополнительного синхронизированного переключател 8 соединены с клеммой 10 тактовой частоты. Выход дифференциального усилител 1 подключен к бипол рной ключевой схеме 11, состо щей из резистора 12, первый вывод которого соединен с базами двух транзисторов 13 и 14 разной пол рности, эмиттеры которых соединены с общей шиной 6, а коллекторы - с входами бипол рного источника 2 пилообразного напр жени , причем эмиттер транзистора 13 подключен к входу источника 3 тока положительной пол рности, а эмиттер транзистора 14--к входу источника 4 тока отрицательной пол рности. Выходные клеммы преобразовател 15 и 16 соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 13 и 14 бипол рной ключевой схемы 11.The input of the differential amplifier 1 is connected to the output of the additional synchronized switch 8, the first input of which is connected to the input terminal 9, and the second input is connected to the common bus 6. The control inputs of the synchronized switch 7 and the additional synchronized switch 8 are connected to the terminal 10 of the clock frequency. The output of the differential amplifier 1 is connected to a bipolar key circuit 11 consisting of a resistor 12, the first output of which is connected to the bases of two transistors 13 and 14 of different polarity, the emitters of which are connected to a common bus 6, and the collectors to the inputs of a bipolar source 2 a sawtooth voltage, the emitter of the transistor 13 being connected to the input of the source 3 of a current of positive polarity, and the emitter of the transistor 14 to the input of the source 4 of a current of negative polarity. The output terminals of the converter 15 and 16 are connected respectively to the emitters of the transistors 13 and 14 of the bipolar key circuit 11.

Преобразователь, напр жени в интервал времени работает следующим образом.Converter, voltage in the time interval works as follows.

В исходном состо нии неинвертирующий вход дифференциального усилител 1 через синхронизированный переключатель 8 подключен к общей шине б, а синхронизированный переключатель 7 замкнут. Напр жени на входах дифференциального усилител 1 и его выходе равны нулю, при этом разнопол рные источники 3 и 4 тока отключены запертыми транзисторами 13 и 14 бипол рной ключевой схемы 11.In the initial state, the non-inverting input of the differential amplifier 1 is connected via a synchronized switch 8 to the common bus b, and the synchronized switch 7 is closed. The voltages at the inputs of the differential amplifier 1 and its output are equal to zero, while the different polar sources 3 and 4 of the current are switched off by the locked transistors 13 and 14 of the bipolar key circuit 11.

В момент времени TI, соответствующий началу импульса тактовой частоты на клемме 10, синхронизированный переключатель 7 размыкаетс , а дополнительный синхронизированный переключатель 8 подключает неинвертирующий вход дифференциального усилител 1 к входной клемме 9, после чего входное напр жение Ux поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилител 1, который его усиливает. Бипол рна ключева схема 11 управл етс выходным напр жением дифференциального усилител 1.At time TI, corresponding to the beginning of the clock pulse at terminal 10, synchronized switch 7 opens, and additional synchronized switch 8 connects the non-inverting input of the differential amplifier 1 to the input terminal 9, after which the input voltage Ux goes to the non-inverting input of the differential amplifier 1, which strengthens it. Bipolar key circuit 11 is controlled by the output voltage of differential amplifier 1.

Если входное напр жение f/x имеет положительную пол рность, то выходным напр жением дифференциального усилител 1 положительной пол рности открываетс транзистор 13 бипол рной ключевой схемы И, при этом включаетс источник 3 тока положительной пол рности источника 2 пилообразного напр жени , накопительный конденсатор 5 начинает зар жатьс , напр жение f/c на накопительном конденсаторе 5, имеющее положительную пол рность, увеличиваетс , а разность напр жений между входами неинвертирующим и инвертирующим дифференциального усилител 1 уменьшаетс . Зар д накопительного конденсатора 5 продолжаетс до момента времени Т2, когда при равенстве напр жений t/s и f/c происходит компарирование , при котором выходное напр жение дифференциального усилител 1 становитс равным нулю, транзистор 13 закрываетс , выключа источник 3 тока, зар д конденсатора 5 прекращаетс .If the input voltage f / x has a positive polarity, then the output voltage of the differential amplifier 1 of positive polarity opens the transistor 13 of the bipolar key circuit AND, and the source 3 of the current of the positive polarity of the source 2 of the sawtooth voltage is turned on, the storage capacitor 5 starts charge, the voltage f / c on the storage capacitor 5, having a positive polarity, increases, and the voltage difference between the inputs of the non-inverting and inverting differential amplifier 1 decreases. The charge of the storage capacitor 5 continues until time T2, when the voltages t / s and f / c are equal, comparing occurs, at which the output voltage of the differential amplifier 1 becomes equal to zero, the transistor 13 closes, turning off the current source 3, the charge of the capacitor 5 is terminated.

В дальнейшем до момента времени Гз, соответствующего окончанию тактового импульса , напр жение t/c на накопительном конденсаторе 5 запоминаетс и остаетс равным напр жению (/X за счет компенсационной релейно-след щей обратной св зи выхода дифференциального усилител 1 с его инвертирующим входом через бипол рный источник пилообразного напр жени . В момент времени Тз неинвертирующий вход дифференциального усилител 1 переключаетс на общую шину 6, переключатель 7 замыкаетс , накопительный конденсатор 5 разр жаетс , преобразователь возвращаетс в исходное состо ние. Таким образом, между моментами времени TI и TZ на выходе дифференциального усилител 1 формируетс импульс положительной, а на выходной клемме 15 - отрицательной пол рности, длительность которых, равна времени зар да накопительного конденсатора 5 до напр жени Uc. U пропорциональнаSubsequently, up to a point in time Gz corresponding to the end of the clock pulse, the voltage t / c on the storage capacitor 5 is remembered and remains equal to the voltage (/ X due to the compensation relay-feedback of the output of the differential amplifier 1 with its inverting input through bipol The source of the sawtooth voltage. At the time point Tz, the non-inverting input of the differential amplifier 1 is switched to the common bus 6, the switch 7 is closed, the storage capacitor 5 is discharged, the converter Thus, a positive pulse is generated between times TI and TZ at the output of differential amplifier 1, and negative polarity is output at output terminal 15, the duration of which is equal to the charging time of storage capacitor 5 to voltage Uc. U proportional to

величине преобразуемого напр жени .magnitude of the voltage being converted.

Если входное напр жение Ох имеет отрицательную пол рность, то зар д накопительного конденсатора 5 осуществл етс источником 4 тока отрицательной пол рности при открытомIf the input voltage Ox is negative polarity, then the charge of the storage capacitor 5 is carried out by the source 4 of the current of negative polarity with open

транзисторе 14 бипол рной ключевой схемы 11, при этом на выходе дифференциального усилител 1 и на выходной клемме 16 формируютс импульсы, соответственно отрицательной и положительной пол рности, длительность которых пропорциональна напр жению Ux.the transistor 14 of the bipolar key circuit 11, with the output of the differential amplifier 1 and the output terminal 16 generating pulses of negative and positive polarity respectively, the duration of which is proportional to the voltage Ux.

Claims

Invention Formula

A voltage to time converter containing a differential amplifier, the inverting input of which is connected to the output of a bipolar sawtooth source consisting of two

different current sources, storage capacitor and synchronized switch, with the first plate of the storage capacitor connected to the output of the synchronized switch and the common

bus, and the second - with the input of a synchronized switch, the control input of which is connected to the clock frequency terminal, the outputs of different current sources and the inverting input of the differential

an amplifier, characterized in that, for the sake of simplicity, an additional synchronized switch and a bipolar key circuit consisting of a resistor, the first terminal of which is connected, is inserted into it

to the bases of two different polarized transistors, the emitters of which are connected to the common bus and the collectors to the corresponding inputs of different polarity current sources, the first input of the additional synchronized switch being connected to the input

a terminal, a second input with a common bus, a control input with a clock terminal, and an output with a non-inverting input

a differential amplifier whose output is connected to the second output of the bipolar key circuit resistor.

L

10d1g