Преобразователь напряжения в частоту

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

H„SU„„04 1 A

3(59 Н 03 К 13 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3388023/18-21 (22) 21.01 В2 (46) 07.10.83. Бюл. М 37 (72) В. A. Копылов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 819959, кл. H 03 К 13/20, 07.04.&1.

2. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., "Энергия", 1980, с. 174, рис. 8-6 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЧАСТОТУ, содержащий интегратор с переключением направления интегрирования, вход которого подключен к входной шине, выход и управляющий вход соответственно к входу и вйхо= ду компаратора на первом операционном усилителе с делителем напряжения в цепи положительной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длительности выходных импульсов, в него введены второй операционный усилитель, первый .и второй резисторы и ключ, а в цепь положительной обратной связи первого операционного усилителя введен диод, включенный между выхо» дом первого операционного усилителя и входом делителя напряжения, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к выходу интегратора с переключением направления интегрирования, а инвертирующий вход соединен соответственно с входной шиной через первый резистор и с общей шиной - через последо- Ф вательно соединенные второй резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с выходной шиной и с выходом второго операционного усилителя.

1046931

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестве преобразователя напряжения в частоту импульсов постоянной длительности в измерительных устройствах. S

Известен преобразователь напряжения в частоту, выполненный на интеграторе и релейном гистереэисном элементе С1 3.

Недостатком преобразователя является необходимость использования точных резисторов для обеспечения независимости длительности выходного импульса от величины входного напряжения.

t5

Известен преобразователь напряжения в частоту с переключением направления интегрирования, вход которого подключен к входной шине, выход и управляющий вход соответственно к входу и выходу компаратора, выполнен-?0 ного на первом операционном усилителе с делителем напряжения в цепи положительной обратной связи ? .

Недостатком преобразователя является невозможность получения стабильной длительности выходных импульсов.

Цель изобретения — повьыение стабильности длительности выходных импульсов.

Поставленная цель достигается тем,. что в преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор с переключением направления интегрирования, вход крторого подключен к входной шине, выход и управляющий вход соответственно к входу и выходу компаратора на первом операционном усилителе с делителем напряжения в цепи положительной обратной 40 связи, введены второй операционный усилитель, первый и второй резисторы и ключ, а в цепь положительной обратной связи первого операционного усилителя введен диод, включенный меж- 45 ду выходом первого операционного усилителя и входом делителя напряжения, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к выходу интегратора с переключением направления интегрирования, 5 а инвертирующий вход соединен соответственно с входной шинрй через первый резистор и с общей шиной— через последовательно соединенные второй резистор и ключ, управляющий вход ко-55 торого соединен с выходной шиной и с выходом второго операционного усилителя., На чертеже изображена функциональ ная схема преобразователя.

Преобразователь содержит интегратор.1 с переключением направления интегрирования, выход которого подключен к входу компаратора, íà операционном усилителе 2, в цепь положительной обратной связи которого

Ноор; пор. 2 верхний порог срабатывания усилителя 6; нижний порог срабатывания усилителя 6 постоянная времени интег« ратора 1. включен делитель напряжения, выполненный на резисторах 3 и 4,который соединен с выходом усилителя 2 через диод 5.

К выходу интегратора 1 подключен неинвертнрующий вход операционного усилителя 6, второй вход которого через резистор 7 соединен с входной шиной 10 преобразователя и через резистор 8 с одним из выводов ключа 9, другой вывод ключа 9 подключен к общей шине 11, а его управляющий вход к выходу усилителя б. Выход усилителя 6 является выходом преобразователя. Управляющий вход интегратора 1 подключен к выходу усилителя 2 °

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на выходе усилителя 2 установилось напряжение положительной полярности, при этом напряжение на выходе интегратора 1 начинает изменяться от нуля в сторону положительных значений. Это же напряжение приложено к неинвертирующему входу усилителя 6. На втором входе усилителя. 6 присутствует входное напряжение положительной полярности, при этом на выходе .усилителя 6. устанавливается напряжение отрицатель-. ной полярности, которое удерживает ключ 9 в разомкнутом положении. При достижении выходным напряжением интегратора величины входного напряжения на выходе усилителя б устанавливается напряжение положительной полярности, ключ 9 замыкается. Напряжение на выходе интегратора продолжает возрастать при достижении уровня напряжения на резисторе 4, на выходе усилителя 2 устанавливается напряжение отрицательной полярности, диод 5 закрывается потенциал неинвертирующего входа усилителя 2 понижается до нуля. Напряжение на выходе интегратора начинает изменяться в сторону меньших значений. При понижении напряжения на выходе интегратора до величины напряжения на резисторе 8 на выходе усилителя б,устанав-: ливается напряжение отрицательной по- лярности. Ключ 9 размыкается. При понижении напряжения на выходе интегратора до нуля на выходе усилителя 2 устанавливается напряжение положительной полярности. Далее цикл работы повторяется.

Длительность выходного импульса отрицательной полярности определяется выражением пор. g пор. 2 (3 +Q

1 и ех

1046931 х

f =0,5 нас Р

= I+ е е

Составитель В. Дмитриев

Редактор С. Юско Техред И.Метелева корректор Q. Билак

Заказ 7752/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Поскольку "oð.1 Uex а Un0P д

U, длительность выйъ+ Рв вх ходного импульса отрицательной полярности равна и не зависит от величины входного напряжения.

Частота выходных импульсов отрицательной полярности равна где 11„. — величина напряжения полоНОС жительной полярности на выходе уси5 лителя 2.

Таким образом, по сравнению с известными преобразователями в предлагаемом устройстве обеспечивается постоянство длительности выходных импульсов, отпадает необходимость в использовании точных резисторов в схеме преобразователя при сохранении линейности преобразования.