Преобразователь напряжения в частоту

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор, выполненный на операционном усили I JI1 . л| j I теле, инвертирующий вход которого соединен с выходом через конденсатор и с входной шиной преобразователя через резистор, ключ, соединенный параллельно с конденсатором, компаратор , первый вход которого подключен к выходу интегратора, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора , а выход - к управляющему входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности , в него введено устройство выборки-хранения , вход которого соединен с входной шиной, выход - с ВХОдом делителя напряжения, а управля (О вший вход - с выходом формирователя импульсов. 1С со о оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Х 5ФВЮ

РЕСПУБЛИК

J(59 Н 03 К 13 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3399054/18-21 . (22) 23. 02. 82 (46) 07. 06. 83.. Бюл. М 21 (72) B П.Комлев, С.И.Малафеев, В.П.Захаров, А.В.Михайлов и П.Б.Самойлов (71) Владимирский политехнический институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Алексеенко A.Ã. Коломбет Е.А, Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС. N. Советское радио, 1980, с.116-119, табл.4.1 (схема 1).

2. Патент ФРГ Р 2057856, кл. Н 03 К 13/20» 27.03.75 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор, выполненный на операционном усили„„SU„„1022308 теле, инвертирующий вход которого соединен с выходом через конденсатор и с входной шиной преобразователя через резистор, ключ, соединенный параллельно с конденсатором, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора,. формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход — к управляющему входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введено устройство выборки-хранения, вход которбго соединен с входной шиной, выход — с вхо-Е дом делителя напряжения, а управлякщий вход - с выходом формирователя импульсов.

С.

1022308

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в устройствах обработки и преобразования информации.

Известен преобразователь напряжения в частоту импульсов с использованием управляемого входным напряжением генератора тока, обеспечивающего линейный заряд интегрирующего конденсатора до порогового значения, и порогового элемента, управляющего 10 ключом, через который происходит разряд интегрирующего конденсатора Я.

Недостаток известных устройствнелинейность статической характерис-, тики, что объясняется конечным вре- менем разряда интегрирующей емкости.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на операционном усилителе, интегрирующий вход которого соединен с выходом через конденсатор и с входной шиной преобразователя через резистор, ключ, 2» соединенный параллельно с конденсатором, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, делитель напряжения, выход которого подк люче н к в торому входу компаратора, а выход — к управляющему входу ключа (21 .

Использование в преобразователе делителя напряжения, выход которого подключен к входу компаратора, позволяет обеспечить линейную статическую характеристику устройства.

Однако введение в известный преобразователь делителя напряжения снижает помехозащищенность преобразователя. Это объясняется наличием непо- 40 средственной реэистивной связи входа порогового элемента с источником преобразуемого сигнала. Высокочастотные помехи, присутствующие во входном сигнале, отфильтровываются 45 интегратором, но проходят на вход порогового элемента через резистивный делитель и могут вызвать его ложное срабатывание.

Цель изобретения повышение помехозащищенности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, выполненный на операционном усилителе, интегрирующий вход которого соединен с выходом через конденсатор и с входной шиной преббраэователя через резистор, ключ, соединенный 60 параллельно с конденсатором, компаратор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора, 65 формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход — к управляющему входу ключа, введено устройство выборкихранения, вход которого соединен с входной шиной, выход — с входом делителя напряжения, а управлякщий вход — с выходом формирователя импульсов.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя.

Источник 1 входного сигнала подключен к входу интегратора 2, выполненного на операционном усилителе 3, инвертирующий вход которого соединен с выходом через конденсатор

4 и с входом через резистор 5. К выходу интегратора 2 подключен первый вход компаратора б, выход которого соединен с входом формирователя 7 импульсов. Параллельно конденсатору 4 подключен ключ 8.

К входной шине подключен вход устройства 9 выборки-хранения, выход которого подключен к входу делителя

10 напряжения. Выход делителя 10 соединен с вторым входом компаратора б. Выход формирователя 7 соединен с управляющими входами ключа 8 и устройства 9 выборки-хранения.

Преобразователь работает следующим образом

При действии на выходе источника 1 входного сигнала напряжения U происходит изменение выходного напряжения интегратора 2 в соответствии с выражением

0 Hi=„ju,isldt, где R и С вЂ” сопротивление и емкость соответственно резис.тора 5 и конденсатора 4.

В частотно-импульсных преобразователях частота следования выходных импульсов обычно на порядок превышает максимальную частоту спектра преобразуемого сигнала, поэтому в течение одного периода можно принять U<=const, В том случае о 8) = —.О 1.

Rc Л

На входах компаратора б действуют два напряжения — с выхода интегратора 2Ug(t) и через делитель 10 с выхода устройства 9 выборки-хранения, которое пропорционально мгновенному значению входного сигнала в предшествующий момент сброса интегратора. Так как Пл(t)= const, то можно считать 04 = ЦЛ цб = ЫЛЛ °

При достижении выходным напряжением интегратора 2 значения

Пя =К U» происходит переключение компаратора б, сброс интегратора 2 и

1022308 =u„-ñ(u,, "С где t> - время заряда, откуда следует:

Т= г +Ф = — "-сСЙС - .р

0„RC

20

1:- и, l u „Rc.

Составитель В.Дмитриев

Редактор Е,Папп Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар

Заказ 40б4/49 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4. запоминание мгновенного значения преобразуемого сигнала в устройстве 9 выборки-хранения.

Момент переключения порогового элемента определяется из соотношения

1 и „Д0.

0 ЯC

3 0, Период и частота выходных импуль сов равны соответственно:

1 1

1=

uäRC/U„-ññRC. t. где t> - время разряда.

Значение tp равно длительности выходного импульса формирователя 7 импульсов сброса и постоянно. При выборе

1рjRc частота следования импульсов прямо пропорциональна входному напряжению, т.е.

Влияние импульсных помех на работу преобразователя проявляется следующим образом. Предположим, что сигнал помехи возник во время заряда конденсатора 4. Интегратор 2 отфильтрует помеху и напряжение U существенно не изменится, напряжение 0 Ос выхода делителя напряжения 10 также сохранит .свое прежнее значение, так как устройство 9 выборки-хранения запоминает и хранит преобразуемый сигнал в момент времени разряда конденсатора. Таким образом, сигнал помехи, возникший во время заряда конденсатора не ока зывает влияния на работу преобразователя. Если помеха возникла во время разряда конденсатора tp,-то под ее воздействием может исказиться выходной сигнал 09 устройства 9. выборки-хранения и, соответственно, изменится период выходных импульсов преобразователя. Однако в устройствах с высокой линейностью статической характеристики время заряда tp значительно больше времени разряда, откуда следует, что вероятность. появления помехи во время разряда во много раэ меньше, чем во время

Это условие означает, что веятность искажения информации в преобразователе существенно мень.ше, чем в известном устройстве, Таким образом, благодаря предлагаемым отличиям повышается помехозащищенность преобразователя.