Преобразователь напряжение-время

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с частотно-импульсным представлением сигналов. Цель изобретения - расширение области использования. Преобразователь содержит компараторы 1 и 2., интегратор 3, элемент И 9 и 1 -триггер 12. Введение счетчика 7, преобразователя 8 уровней напряжения, элемента И 10, прерывателя II и образование новых функциональных связей позволяет создать постоянный интервал времени между выходными импульсами при одновременной синхронизации фронтов выходного импульса с импульсами образцовой частоты. В описании приведен пример реализации прерывателя П. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 0I) (51) 4 Н 03 М 13 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕП6СТВУ (21) 4162753/24-?1 (22) 18.12.86 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (75) В.И.Турченков (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 991605, кл. H 03 К 13/20, 1963.

Авторское свидетельство СССР

Р 121!869 кл. Н 03 К 13/20, 1984, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - ВРЕМЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с частотно-импульсным представлением сигналов. Цель изобретения — расширение области использования. Преобразователь содержит компараторы 1 и 2., интегратор 3, элемент И 9 и D-триггер

12. Введение счетчика 7, преобразователя 8 уровней напряжения, элемента

И 10, прерывателя 11 и образование новых функциональных связей позволяет создать постоянный интервал времени между выходными импульсами при одновременной синхронизации фронтов выходного импульса с импульсами образцовой частоты. В описании приведен пример реализации прерывателя 11.

1 з.н. ф-лы, 3 ил.

1441470

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах с частотно-импульсным представлением сигналов

S в аналоговых и цифровых преобразователях с промежуточным преобразованв" ем входного сигнала в интервал време;ни, а также в системах контроля в .качестве преобразователя напряжения .в интервал времени.

Цель изобретения — расширение области использования преобразователя напряжение-время эа счет создания постоянного интервала времени между выходными импульсами при одновременной синхронизации фронтов выходного импульса с импульсами образцовой час" тоты. 2О

На фиг.1 изображена структурная схема преобразователя напряжение— время; на фиг.2 - пример выполнения прерывателя; на фиг.3 - зпюры напряжений, поясняющие работу преобразова-25 теля напряжение — время.

Преобразователь напряжение — время содержит компараторы 1 и 2, интегратор 3, шину 4 преобразуемого напряжения, шину 5 высокого потенциала, шину 6 нулевого потенциала, счетчик 7, преобразователь 8 уровней напряжения, элементы И 9 и. 10, прерыватель 11, D-триггер 12, выходную шину 13 и шину 14 образцовой частоты.

Выход интегратора 3 соединен с неинвертирующими входами компараторов 1 и 2, инвертирующий вход компаратора 1 соединен с шиной 4 преобразуемого напряжения, инвертирующий 40 вход компаратора 2 соединен с шиной

6 нулевого. потенциала, D-вход D-триггера 12 соединен с шиной 5 высокого потенциапа, С-вход соединен с выходом триггера и выходной шиной 13, 45

R-вход соединен с выходом компаратора 2, а выход D-триггера, 12 соединен с первым входом элемента И 10 и через преобразователь 8 уровней напряжения - с пеРвым входом прерывателя

11, второй вход которого соединен с выходом элемента И 10, второй вход элемента И 10 соединен с выходом компаратора 1 и первым входом элемента

И 9, второй вход которого соединен с шиной 14 образцовой частоты, а выход — с входом счетчика 7, выход прерывателя 11 соединен с входом интегратора 3.

Прерыватель 11 содержит инвертор

15, операционный усилитель 16, резисторы 17 и 18 и диоды 19 и 20.

Первый вывод резистора 18 соединен с первым входом прерывателя, а второй вывод — с выходом прерывателя, анодом диода 20 и первым входом операционного усилителя 16, выход которого соединен с катодом диода

20, а второй вход соединен .с катодом диода 19 и через резистор 17 с шиной 6 нулевого потенциала, анод диода 19 соединен с выходом инвертора 15, вход которого соединен с вторым входом прерывателя.

Преобразователь напряжение — время работает следующим образом.

В момент времени, (фиг.3) напряжение U íà выходе интегратора 3 меньше напряжения на инвертирующем входе компаратора 2, а на выходе компаратора 2 напряжение Uyz равном нулю. Вследствие этого D-триггер 12 переходит в состояние, при котором на . его выходе формируется напряжение

Б 1< положительной полярности, При этом ключ прерь вателя 11 разомкнут в результате чего íà его выходе формируется напряжение положительной полярности, которое поступает на вход интегратора 3, вызывая увеличение напряжения положительной полярности на выходе интегратора 3. В момент времени t напряжение на входе компаратора 2 достигает величины, при которой на его выходе образуется высокий потенциал.

В момент времени t напряжение на неинвертирующем входе компаратора 1 превышает напряжение U на шине 4, Ьх в результате чего на его выходе скачком сформируется положительный потенциал, что приводит к формированию положительного напряжения на выходе элемента И 10, которое приводит к замыканию ключа прерыватеJIB 11 и закорачиванию входа интегратора на шину 6 нулевого потенциала.

Напряжение на выходе интегратора перестает возрастать.

В момент времени на шину 14 приходит импульс с гейератора импульсов образцовой частоты, который через элемент И 9 поступает на вход счетчика 7 (в случае применения в качестве счетчика триггера он сработает от первого импульса, прошед1441470 количество и поступивших на него има- пульсов.

Прерыватель 11 работает следующим

5 образом. При отсутствии сигнала управления на втором входе, на выходе инвертора 15 формируется высокий положительный потенциал, который через диод 19 поступает на неинвертирующнй

10 вход операционного усилителя 16, в связи с чем на его выходе имеется положительное напряжение, которым диод 20 смещается в обратном направя- лении, поэтому входное напряжение, 15 поступающее на первый вход прерывателя цеЛиком поступает на выход прерывателя 11. После того, как на второй вход прерынателя приходит импульс положительной полярности, то н течео-20 ние длительности этого импульса на выходе инвертора 15 напряжение близко к нулю, в связи с чем равно нулю напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 16, т. е. на е 25. его выходе формируется напряжение

1 отрицательной полярности, вследствие чего напряжение на выходе прерывателя понижается до напряжения на не" инвертирующем входе операционного д- 30 усилителя 16, т,е. до величины, равной нулю. щего через элемент И 9), в результате чего на его ныходе напряжение ст нет ранным нулю.

В момент времени Г на шину 14 приходит импульс Ид образцовой час тоты, от которого счетчик 7 возвращается в исходное состояние, при ко тором на его выходе формируется передний фронт выходного импульса. Пе редним фронтом с выхода счетчика 7

D-триггер 12 по С-входу переводится во второе устойчивое состояние, в результате чего на его выходе напр жение становится равным нулю, т,е.

Upped q 0 °

С выхода преобр аз он ателя 8 уровней напряжения на вход интегратора 3 подается напряжение отрицательной полярности, вследствие чего, начиная с м мента времечи t, напряжение на выходе интегратора убывает. Как только нап ряжение на выходе интегратора 3 ста нет меньше напряжения на шине 4, компаратор 1 возвращается в состояни при котором напряжение на его выход равно нулю. 3 момент времени t нап ряжение на выходе интегратора становится меньше напряжения на инвертирующем входе компаратора 2, всле ствие чего его выходное напряжение становится равным нулю, D"òðèããåð 12 срабатывает на его выходе напряжение U скачком становится высоким, тр !т в результате чего напряжение Б„„ на 35 выходе интегратора 3 вновь начинает увеличиваться.

В момент времени t формируется задний фронт выходного импульса, а в момент времени t формируется пе- 40

S редний фронт последующего ныходного импульса и т.д. Таким образом, длительность выходных импульсов пропорциональна (с точностью периода образцовой частоты) входному напряжению

ы всегда кратна периодам образцовой частоты, а фронты выходных импульсов сонпадают по времени с временем поступления импульсов образцовой часто,ты. 50

Интервал между зАдним фронтом предыдущего импульса и передним фронтом последующего выходного импульса можно сделать любым кратным периодам образцовой частоты, для чего используют счетчик на заданное число импульсов, н котором его состояние изменяется только через заданное формула изобретения

1. Преобразователь напряжение— время, содержащий два компаратора, элемент И, D-триггер и интегратор, выход которого соединен с неинвертирующими входами компараторов, инвертирующий вход первого компаратора соединен с шиной преобразуемого напряжения, инвертирующий вход второго компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования, в него введены второй элемент И, преобразователь уровней напряжения, прерыватель и счетчик, выход которого соединен с выходной шиной и С-входом D-триггера, D-вход которого соединен с шиной нысокого потенциала, а R-вход — с выходом второго компаратора, выход первого компаратора соединен.с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с шиной образцовой частоты, а выход — с входом счетччС/фъ

Ц

Фр ею .

Составитель А.Коробков

Техред М.Дидык

Редактор А.Ревин

Корр ект ор М. Мак си мишин ец

Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6295/56

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

5 144 ка, выход D-триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с входом преобразователя уровней, выход которого соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с входом интегратора.

2 ° Преобразователь по п.I о т л и ч а ю шийся тем, что, прерыватель выполнен на двух резисторах, двух диодах, инверторе и операцион ном усилителе, неинвертирующий вход

1470 6 которого соединен с катодом первого диода, а через первый резистор - с шиной нулевого потенциала, анод пер5 вого диода соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с шиной управления, инвертирующий вход операционного усилителя через второй резистор соединен с входом прерывате10 ля, выход операционного усилителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с выходной шиной и инвертирующим входом операционного усилителя.