Преобразователь напряжения в интервал времени

 

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контроля и в прецизионных цифровых вольтметрах. Изобретение позволяет повысить точность преобразователя, содержащего первый 1 и второй 2 ключи, масштабный усилитель 3, операционный усилитель 4, токоограничивающий элемент 5, третий 6 и четвертый 7 ключи, накопительный элемент 8, пятый 9 и шестой 10 ключи, компаратор 11, логический блок 12, блок 13 управления, седьмой ключ 14, за счет выполнения блока 13 управления в виде генератора тактовых импульсов с соответствующими связями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (О (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)4 Н 03 M 1/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3799256/24-24 (22) 09. 10.84 (46) 07.0 1.87. Бюл. 11 - 1 (71) Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (72) А.Б.Андреев, А.И.Федонин, В.Н.Вырыпаева, О.П.Новиков и Н.Г.Жегалин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 132863, кл. Н 03 К 13/20, 1960.

Патент Англии Р 1417236, кл. H 03 К 13/20, 1975.

<54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В

ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ (5i) Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контроля и в прецизионных цифровых вольтметрах.

Изобретение позвопяет повысить точность преобразователя, содержащего первый 1 и второй 2 ключи, масштабный усилитель 3, операционный усилигель 4, токоограничиваюший элемент

5, третий 6 и четвертый 7 ключи, накопительный элемент 8, пятый 9 и шестой 10 ключи, компаратор 11 логический блок 12, блок 13 управления, седьмой ключ 14. за счет выполнения блока 13 управления в виде генератора тактовых импульсов с соответствующими связями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 12823

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем автоматического контроля и в прецизионных цифровых вольтметрах, Цель изобретения — повышение точности преобразоавтеля.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — вре- 10 менные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 ключи, через которые шина преобразуемого сигнала и общая шина соответственно соединены с входом масштабного усилителя 3, операционный усилитель 4, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом резистора 5 и входами третьего 6 и четвертого 7 ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму выводам накопительного элемента, выполненного в виде конденсатора 8, и входам пятого 9 и шестого

10 ключей, выходы которых объединены

25 с выходом операционного усилителя 4, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, компаратор 11, выход которого соединен с первым входом логического блока 12, второй вход которого соединен с первым выходом блока 13 управления, а первый выход логического блока 12 — с управляющим входом седьмого ключа 14, вход которого соединен с шиной опор- 35 ного сигнала.

Второй выход логического блока 12 соединен с управляющим входом второго ключа 2, управляющие входы третьего

6 и шестого 10, четвертого 7 и пято- 40

ro 9 ключей соответственно объединены, а блок 13 управления выполнен в виде генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 1 и общей точкой управляющих входов третьего 6 и шестого 10 ключей, второй выход — с общей точкой управляющих входов четвертого 7 и пятого 9 ключей и третьим входом логического блока 12.

Входы компаратора 11 соединены с первым и вторым обкладками конденсатора 8 соответственно, выход седьмого ключа 14 — с входом масштабного усилителя 3, выход которого подключен к второму выводу резистора 5, причем логический блок 12 выполнен

3 2 на элементе И, одновибраторе и триггере 15, инвертирующий выход которого соединен с первым входом элемента И

16, второй вход которого подключен к третьему входу логического блока

12 и одновибратора 17, через который второй вход логического блока 12 соединен с первым входом триггера 15, второй вход которого соединен с первым входом логического блока 12, а прямой выход является выходом устройства, выход элемента И 16 является вторым выходом логического блока °

На фиг.2 приняты следующие обозначения: 18 — изменение напряжения на конденсаторе 8; 19 — сигнал на прямом выходе генератора 13 и на управляющих входах ключей 1, 6 и 10; 20— сигнал на инверсном выходе генератора 13 и на управляющих входах ключей

7 и 9; 21 . — сигнал на прямом выходе триггера 15 и на управляющем входе ключа 14; 22 — сигнал на выходе элемента И 16 и на управляющем входе ключа 2.

Работа устройства происходит следующим образом.

В первый полупериод его работы в течение фиксированного интервала времени Т замыкаются ключи 1, 6 и 10, остальные ключи разомкнуты, при этом конденсатор 8 зарядится до напряжения

U К+е К+е с где U „ — входное напряжение;

К вЂ” коэффициент передачи напряжения масштабного усилителя 3; е и е — напряжения смещения масштабного усилителя 3 и операционного усилителя 4 соответственно;

R — сопротивление резистора 5;

С вЂ” емкость конденсатора 8.

По окончании интервала времени Т ключи 1, 6 и 10 переходят в разомкнутое состояние, а ключи 7 и 9 — в замкнутое, вызывая тем самым переворот конденсатора 8 в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя 4.

В это же время одновибратор 17 формирует импульс, устанавливающий на прямом выходе триггера 15 единичный уровень. В результате этого на выходной клемме устройства начинает3 1 282331 ся формирование информативного интервала времени Т „, а ключ 14 замыкается, подключая на вход масштабного усилителя 9 опорное напряжение

U,, имеющее ту же полярность, что

-и U „. Это ведет к линейному убыванию ,накопленного за предыдущее время напряжения на конденсаторе 8. В момент достижения этим напряжением нулевого уровня компаратор 11 формирует импульс, устанавливающий на прямом выходе триггера 15 нулевой уровень. В результате этого на выходной клемме устройства заканчивается формирование информативного. интервала времени

Тх, ключ 14 размыкается, а ключ 2 переходит в замкнутое состояние. К концу интервала времени Т „ изменение напряжения на конденсаторе 8 будет соответствовать значению (фиг.2) -U,К-е К-е

U — — — Т с2 RC х

-е К-е

U = — " — - (т-т )

ca RC л

Т =-+ Т.

U х U о

В течение оставшегося времени (Т вЂ Т „) до следующего цикла преобразования на конденсаторе8 сформируется напряжение

Если учесть, что в установившемся режиме для изменения напряжения на конденсаторе 8 справедливо соотношение то совместное решение уравнений позволяет найти характеристику преобразования устройства

Из данного соотношения видно, что в характеристику преобразования прецлагаемого устройства коэффициент пе, редачи масштабного усилителя 3, а также напряжение смещения операционного усилителя 4 не входят, поэтому преобразователь напряжения в интервал времени имеет более высокую точность

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий первый и второй ключи, через которые шина преобразуемого сигнала и общая шина соответственно соединены с входом

f0

f5

55 масштабного усилителя, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом токоограничивающего элемента, выполненного в виде резистора, и входами третьего и четвертого ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму выводам накопительного элемента, выполненного в виде конденсатора, и входам пятого и шестого ключей, выходы которых объединены с выходом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, компаратор, выход которого соединен с первым входом логического блока, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а первый выход логического блока является выходной шиной .и соединен с управляющим входом седь— мого ключа, вход которого соединен с шиной опорного сигнала, второй выход логического блока соединен с управляющим входом второго ключа, а управляющие входы третьего и шестого, четвертого и пятого ключей соответственно объединены, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности в работе, в нем блок управления выполнен в виде генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и общей точкой управляющих входов третьего и шестого ключей, второй выход — с общей точкой управляющих входов четвертого и пятого ключей и третьим входом логического блока, входы компаратора соединены с первой и второй обкладками конденсатора соответственно, выход седьмого ключа соединен с входом масштабного усилителя, выход которого подключен к второму выводу резистора.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что в нем логический блок выполнен на элементе

И, одновибраторе и триггере, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является третьим входом логического блока, второй вход которого является входом одновибратора, выход

KoT oðîão соединен с первым входом триггера, второй вход которого является первым входом логического блока, а прямой выход — первым выходом логического блока, вторым выходом которого является выход элемента И.

1282331

Корректор. Л.Пилипенко

Редактор В,Данко Техред N. Ходанич

Заказ 728б/58

Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4