Преобразователь отношения сопротивлений в частоту

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ В ЧАСТОТУ, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор , второй вход которого соединен с выходом источника опорного найряжения , а выход соединен с выходом :преобразователя, делитель из преобразуемого и образцового резисторов, второй вывод образцового резистора соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности преобразования , в него введены последовательно соединенные счетчик, регистр и преобразователь код-напряжение , а также аналоговый интегратор и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым вхот дом счетчика и входом управления записью регистра, выход преобразователя код-напряжение соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения и вторым выводом преобс разуемого резистора, первый вывод которого соединен с входом аналого (f. вого интегратора, выход которого с соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения, .второй вход преобразователя код-напряжение подключен к выходу источника опорного напряжения. to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) С 01 R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3670859/24-21 (22) 05.12.83 (46) 23.12.85.Бюл. № 47 (72) Т.В.Истомина, M.Þ.Ìèõååâ и Б.В.Чувыкин (53) 621.317.33(088.8) (56) Мартяшин А.И.,Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля.и измерения. М.: энергия, 1976, с.286, вар.2.

Там же, вар.5. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЙ В ЧАСТОТУ, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор, второй вход которого соединен с выходом источника опорного наг(ряжения, а выход соединен с выходом преобразователя, делитель из преобразуемого и образцового резисторов, второй вывод образцового резистора соединен с выходом источника опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности преобразования, в. него введены последовательно соединенные счетчик, регистр и преобразователь код-напряжение, а также аналоговый интегратор и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым вхо-. дом счетчика и входом управления записью регистра, выход преобразователя код-напряжение соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения и вторым выводом преобразуемого резистора, первый вывод которого соединен с входом аналогового интегратора, выход которого соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения,,второй вход преобразователя код-напряжение подключен к выходу источника опорного напряжения.

f 12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании цифровых измерителей сопротивления.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности преобразования.

На.фиг.l представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь (фиг.1) содержит аналоговый интегратор 1, генератор

2 пилообраэйого напряжения, компаратор 3, источник 4 опорного напряжения, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6, регистр 7 и преобразователь 8 код-напряжение, делитель 9, состоящий из преобразуемого резистора

10 с величиной сопротивления R u образцового резистора 11 с величиной сопротивления В., клеммы 12 и

13 для подключения преобразуемого резистора 10.

Аналоговый интегратор 1, генератор 2 пилообразного напряжения, компаратор 3, счетчик 6, регистр 7 и преобразователь 8 код-напряжение соединены последовательно. Выход источника 4 опорного напряжения подключен к соответствующим входам делителя 9, компаратора 3 и преобразователя 8 код-напряжение. Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с управляющими входами счетчика 6 и регистра 7. Выход преобразователя 8 код-напряжение подключен к соответствующим входам генератора 2 пилообразного напряжения и деделителя 9, а общие выводы резисторов )О и 11 соединены с входом аналогового интегратора 1. Выход компаратора 3 является выходом преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

В начальный момент времени напряжение на выходе аналогового интегратора 1 равно нулю. Счетчик 6 и регистр 7 находятся в нулевых состояниях. В течение первого такта работы напряжение на выходе аналогового интегратора 1 нарастает и в конце такта, имеющего длительность

h, принимает значение л

u « (>) - — ц, ас, < > (2) Примем t> 11, тогда U,5 (1) 2 Vî, 1

В конце первого такта преобра40 зования импульсов с генератора 5 тактовых импульсов код со счетчика 6 переписывается в регистр 7, а счетчик 6 устанавливается в нулевое состояние.

В начале второго такта преобразования на выходе преобразователя 8 код-напряжение устанавливается напряжение, пропорцибнальное коду регистра 7, т.е. напряжение U (1) в точке 16 (фиг.2). В конце второго такта преобразования напряжение на выходе аналогового интегратора 1 достигает значения

h h

IJ, (2J U,,ß ° — „)Мьй „(ll„(2)H ) (3) о О

00200 2 где U (1(— напряжение на выходе (Фиг.2) аналогового интегратора 1 в конце первого такта в точке 14, 5 (точка 14, фиг. 1);

V — опорное напряжение; с„=К С вЂ” постоянная времени интегрирования.

Примем t =Ь, тогда U,4(if =Чо

На выходе компаратора 3 формирует ся последовательность импульсов, частота которых пропорциональна сумме напряжений с выхода аналогового интегратора l и преобразователя

15 8 код-напряжение. Последовательность импульсов формируется посредством сравнения пилообразного напряжения, скорость нарастания которого пропорциональна сумме напряжений с

20 выхода аналогового интегратора 1 и преобразователя 8 код-напряжение, с пороговым уровнем, задаваемым источником 4 опорного напряжения. Импульсы с выхода компаратора 3 поступают на счетный вход счетчика б. К концу первого такта преобразования в счетчике 6 запишется код, эквивалентный некоторому напряжению в точке 15 Б, 1) (фиг.2). При этом счет30 чик 6 рассматриваем как интегратор с постоянной времени интегрирования для которого справедливо выражение:

1200200

Фиа2

ВНИКИИ Заказ 7861/50 Типаж 747 По исное — и "

Филиал ППП Патент, r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4 где Ч l„2j — напряжение обратной свяос зи определяемое по формуле

ñИ =1, = — f„(4) о

Запишем выражение для напряжения

U,> (2) в точке 15(фиг.2), эквивалентного коду счетчика 6 к концу второго такта преобразования.

b (5)

U„(z)= — „ в,лдпя- Лч„и1 --„ф„ь, о о о где II1J< — коэффициент обратной связи с выхода преобразователя 8 код-напряжение на вход генератора 2 пилообразного напряжения.

В конце второго такта преобразования импульсов с генератора 5 так товых импульсов код счетчика 6 переписывается в регистр 7, и счетчик

6 .устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, в начале третьего такта на выходе преобразователя

8 код-напряжение формируется напряжение, равное U (2) которое сохраняется и на следующих тактах работы, что свидетельствует об окончании переходного процесса.

В устанавившемся режиме справедливо равенство

= — f N

R„ к В (6) о где f = 1/h, à N — объем счетчика 6

Степень подавления помех будет тем выше, чем больше постоянная интегрирования t и может быть оценена по формуле р=20 1Я (2 1! й„Г„) ° (7) где t„ =R С, à f„ — частоты помехи.

Так, например, при t„ =0,05с сте-.пень подавления помех для частоты

fu =300 Гц равна 40 дБ.

При этом выходная частота преобразователя не зависит от постоянной о интегрирования и определяется в соответствии с формулой 6 . Выбрав соответствующим образом произведение f N, можно получить необходимое. высокое значение вьйсодной частоты.

Информация об отношении резисторов может быть получена также в виде кода с выхода регистра 7.