Преобразователь напряжение-частота

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕЧАСТОТА , содержащий элемент сравнения , первый вход которого соединен с входной клеммой, и генератор образцовой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены источник образцового напряжения , резистор, операционный усилитель , формирователь импульсов, умножающий цифроаналоговый преобразователь и двоичный счетчик, причем выход источника образцового напряжения через резистор соединен с входом операционного усилителя и выходом умножающего цифроаналогового-преобразователя , выход операционного усилителя соединен с аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя и вторым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с входом формирователя импульсов, выi ход которого соединен с выходной клеммой и установочным входом двоич (Л ного счетчика, выходы которого соединены с цифровыми входами умножающего цифроаналогового преобразователя , выход генератора образцовой частоты соединен со счетным h двоичного счетчика. о,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I!) (51)4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3658882/24-21 (22) 03.11.83 (46) 07.08.85. Вюл. У 29 (72) P.Â. Галиев, P.Ã. Якупов и Ю.И. Заянчковский (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 506940, кл. Н 03 К 13/20, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 650228, кл. Н 03 К 13/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М - 577674, кл. Н 03 К 13/20, 1972 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕЧАСТОТА, содержащий элемент сравнения)первый вход которого соединен с входной клеммой, и генератор образцовой частоты, о т л и ч а ю— шийся тем„ что, с целью повы- шения быстродействия, в него введены источник образцового напряжения, резистор, операционный усилитель, формирователь импульсов, умножающий цифроаналоговый преобразователь и двоичный счетчик, причем выход источника образцового напряжения через резистор соединен с входом операционного усилителя и выходом умножающего цифроаналогового преобразователя, выход операционного усилителя соединен с аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя и вторым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с выходной клеммой и установочным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с цифровыми входами умножающего цифроаналогового преобразователя, выход генератора образцовой частоты соединен со счетным входом двоичного счетчика.

1172016

N = ent о (2) (3) .о

U 1

К R t г ent-Т

2 1о ) 55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и автоматизированных . системах управления. 5

Целью изобретения является повышение быстродейетвия преобразователя.

На чертеже изображена структурная схема устройства. 10

Преобразователь напряжения в частоту содержит источник 1 образцового напряжения, резистор 2, операционный усилитель 3, элемент 4 сравнения, формирователь 5 импуль- 15 сов, умножающий цифроаналоговый преобразователь 6, двоичный счетчик 7, генератор 8 образцовой частоты, входную 9 и выходную 10 клеммы.

Источник 1 образцового напряжения 20 через резистор 2 соединен с входом операционного усилителя 3, выходом умножающего цифроаналогового преобразователя 6 и вторым входом элемента 4 сравнения, первый вход которого соединен с входной клеммой 9, выход элемента 4 сравнения соединен с входом формирователя 5 импульсов, выход которого соединен с выходной клеммой 10

30 и установочным входом двоичного счетчика 7, выходы которого соединены с цифровыми входами умножаю- щего цифроаналогового преобразователя 6, выход генератора 8 образ35 цовой частоты соединен со счетным входом двоичного счетчика 7.

Преобразователь напряжения в частоту работаег следующим образом.

Входное напряжение через входную 40 клемму 9 подается на первый вход элемента 4 сравнения, на второй вход которого поступает периодическое напряжение, изменяющееся по гиперболическому закону 45 где t — время от начала преобразования;

К вЂ” коэффициент пропорциональ< ности, В момечт равенства этих двух напряжений формирователь 5 импульсов вырабатывает импульс, который поступает на выход устройства и од- . новременно запускает новый цикл работы преобразователя.

Формирование периодического напряжения U, изменяющегося по гиперболическому закону, происходит следующим образом.

Выходной импульс формирователя 5 устанавливает двоичный счетчик 7 в начальное (нулевое) состояние, досле чего происходит постепенное накопление кода N в счетчике 7 с приходом каждого импульса образцовой частоты Е где t — - время;

Т вЂ” период образцовой частоо

Till fî

N — целая часть отношения.

Этот код N управляет коэффициентом передачи умножающего цифроаналогового преобразователя 6, выходной ток i которого, протекающий через резистор 2, определяется выражением где Кг — коэффициент пропорциональности;

U2 — напряжение на входе умножающего цифроаналогового преобразователя.

По условию работы операционного усилителя 3 о (4) где R — - сопротивление резистора 2.

Решая (2), (3) и (4) совместно, получаем т. е. напряжение U обратно пропорционально времени с дискретностью

Т . При сравнении напряжения Б о изменяющегося по гиперболическому закону, и входного напряжения U срабатывает элемент 4 сравнения, на выходе формирователя 5 появляется импульс, который поступает на выход преобразователя, и одновременно устанавливает счетчик 7 в исходное положение, и начинается новый цикл формирования гиперболического напряжения.

Таким образом, период следования импульсов на выходе устройства окаСоставитель Г. Антипов

Редактор В. Данко Техред А.Кикемезей

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4917/52 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11 эывается обратно пропорциональным напряжению U< на входе устройства, следовательно выходная частота устройства f прямо пропорциональна входному напряжению U>.

Устройство отслеживает каждый период выходной частоты, вследствие чего позволяет преобразовывать прак72016 4 тически мгновенное значение входного напряжения в соответствующую ему выходную частоту следования импульсов. Указанное обстоятельство позволяет использовать предлагаемый преобразователь в измерительных системах для контроля как статических, так и динамических режимов работы объекта.