SU734577A1 - Преобразователь напр жени или тока в относительную разность длительностей импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в устройствах для измерения напряжения, тока или мощности, основанных на принципе импульсной модуляции. $

Известны преобразователи напряжения или тока в относительную разность длительностей импульсов автогенераторного типа, состоящие из интегратора, устрой— щ ства сравнения и источника разнополярных опорных токов [1].

Наиболее совершенным является преобразователь напряжения или тока в от— ¹⁵ носительную разность длительностей импульсов, содержащий соединенные последовательно интегратор и нуль-орган, вы полненные на операционных усилителях, выход нуль-органа соединен со входом источника разнополярных опорных токов, выходом подключенный ко входу интегратора И2

Недостатком известных преобразователей является низкая помехоустойчивость. »

Целью изобретения является обеспечение помехоустойчивости преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения или тока в относительную разность длительностей импульсов, содержащий соединенные последовательно интегратор и нульорган, выполненные на операционных усилителях, выход нуль-органа соединен с управляющим входом источника разнополярных опорных токов, выходом подключенный ко входу интегратора, введена последовательная RC —цепь, подключенная между входом интегратора и выходом нуль-органа, между конденсатором и резистором последовательной КС -цепи подключен двусторонний стабилитрон, одной клеммой соединенный с общей шиной преобразователя.

Положительная обратная связь в нуль— органе отсутствует, а функцию запоминания направления преобразования выполняет аналоговый элемент — интегратор, не имеющий дискретных устойчивых состояний, что обеспечивает принципиальную помехоустойчивость преобразования.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие процесс преобразования (для положительно— , го входного сигнала).

Преобразователь напряжения или тока в относительную разность длительностей импульсов содержит интегратор 1, нульорган 2, конденсатор 3, двусторонний стабилитрон 4, резистор 5, источник разнополярных опорных токов 6.

Преобразователь работает следующим образом.

Опорный ток 1₀ , по амплитуде превышающей образуемый ток i , изменяет амплитуду напряжения 0_н на выходе интегратора 1 в сторону ее уменьшения (момент-fc₀). В моменты -Ц Л^ЛдНапряжение дости, гает нулевого уровня, происходит срабатывание нуль-органа 2 и изменение полярности напряжения на его выходе. При этом, во-первых, изменяется направление тока , и, во-вторых, на вход интегратора 1 поступает больший по амплитуде ток перезаряда кокден^ь сатора 3. Направления токов i ₀ и т _с ' противоположны, поэтому напряжение продолжает' изменяться в том же направ— 35 пенни, и его амплитуда возрастает.

В моменты tig., Фд пробивается двусторонний стабилитрон 4 с положительным Е^ и отрицательным Е2 напряжениями стабилизации, напряжение на конденсаторе 3 принимает постоянное значение или Е 2. > ^{и ток} ic ⁿP^eKP^atL’^aeTCa> поэтому амплитуда напряжения Uy уменьшается до нуля (моменты , , после чего описанный процесс повторяет— ' ся и носит периодический характер. Ампер» секундная площадь импульсов тока определяется только произведением емкости С конденсатора 3 и суммы модулей напряжений Е^ , Е^.

Решая уравнения, описывающие работу преобразователя, находим выражения для длительностей полупериодов , Tj , относительной разности длительностей импульсов ( Т^- Т₂)/ (Т₄+ Т₂), частоты !θ

734577 4 преобразования £ к 1/(1^ + Т₂):

^--(Е^Е^СЦ^-П, T₂--(E^Epc!(i_o+^' |(T_?T₂)--i н₀, начальная частота генерации при 1 - О;

Щ--1 |ι_ο - коэффициент мо» дуляции.

Из последнего выражения следует, что преобразователь может быть использован также в качестве частотного квадратора.

В рассматриваемом преобразователе функцию запоминания направления про- ^: цесса преобразования выполняет аналоговый элемент— интегратор 1. Поэтому при кратковременном изменении полярности напряжения 1)ц на выходе нуль-органа 2, обусловленном импульсной помехой (момент Έβ ), и после его восстановления суммарная ампер-секундная площадь двух разнополярных импульсов тока 4^ равна нулю, и они не вносят дополнительной погрешности в процесс преобразования.

Claims (2)

1. 373 Положительна  обратна  св зь в нульоргане отсутствует, а функнню заномина ни  направлени  преобразовани  выполн ет аналоговый элемент - интегратор, не имеющий дискретных, устойчивых сое- то ний, что обеспечивает принципиальную помехоустойчивость преобразовани . На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразовател ; на фиг, 2 - временные диаграммы, по сн ющие процесс преобразовани  {дл  положительного входного сигнала). Преобразователь напр жени  или тока в относительную разность длительностей импульсов содержит интегратор 1, нуль- орган 2, конденсатор 3, двусторонний стабилитрон 4, резистор 5, источник разнопол рн&1х опорных токов 6, Преобразователь работает следующим образом. Опорный ток IQ , по амплитудв превы шающей образуемый ток i , измен ет ампли туду напр жени  UH на выходе интегратор 1 в сторону ее уменьшени  (момент-to). В моменты t ,-Ьл,,-напр жение J дости гает нулевого уровн , происходит срабатывание нуль-органа 2 и изменение пол рности напр жени  U на его выходе. При этом, во-первых, измен етс  направление тока 10 , и, во-вторых, на вход интегратора 1 поступает больший по амплитуде ток перезар да кокден- -ь сатора 3, Направлени  токов т и TC противоположны, поэтому напр жение у , продолжает измен тьс  в том же направ- лении, и его амплитуда возрастает, В моменты tg. . пробиваетс  двусторонний стабилитрон 4 с положительны Е и отрицательным 2 напр жени ми стабилизации, напр жение U( на конден,- саторе 3 принимает посто нное значение или Е 2. 1с прекращаетс , поэтому амплитуда напр жени  Ьц умень шаетс  до нул  (моменты -fc , t, , -tgj после чего описанный процесс повтор ет- с  и носит периодический характер. Ампе секундна  площадь импульсов тока 1 определ етс  только произведением емкост С конденсатора 3 и суммы модулей на пр жений Е Е 2. Реша  уравнени , описывающие работу преобразовател , находим выражени  дл  длительностей полупериодов Т-( , TS. . относительной разности длительностей импульсов ( Т - Г2)/ ( Tg), частоты 4 преобразовани  -- 1/( у) (E ycKio-n, T2, C%-Vl(TvvT2V--iHo, ), где FO -Iol CiE - Eg.) - начальна  частота генерации при 1 - О; m-i IIQ - коэффициент МО дул ции. Из последнего выражени  следует, что преобразователь может быть использован также в качестве частотного квадратора. В рассматриваемом преобразователе функцию запоминани  направлени  про- цесса преобразовани  выполн ет аналоговый элемент- интегратор 1. Поэтому при кратковременном изменении пол рности напр жени  Уц на выходе нуль-органа 2, обусловленном импульсной, помехой (момент i; ), и после его восстановлени  суммарна  ампер-юекундна  площадь двух разнопол рных импульсов тока t., равна нулю, и они не внос т дополнительной погрешности в процесс преобразовани . Формула изобретени  Преобразователь напр жени  или тока в относительную разность длительностей импульсов, содержащий соединенные последовательно иитегратор и нуль-орган, выполненные на операционных усилител х, выход нуль-органа соединен со входом источника разнопол рных опорных токов, выходом подключенный ко входу интегратора , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  помехоустойчивости преобразовани , в него введена последовательна  цепь, подключенна  между входом интегратора и выходом нуль-органа, между конденсатором и резистором последовательной /i.С- цепи подключен двусторонний стабилитрон, одной клеммой соединенный с общей шиной преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Март шин А. И. и др. Преобразователи электрических параметров дл  систем контрол  и измерени . М., Энерги , 1976, с. 5S.
2. 2.Гутников В. С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л., Энерги , 1075, с. 98.