Преобразователь напряжение — частота
О П И- - А - Й -И- Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
308508
Севе Советских
Социалистических
Респу0лии
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 04. l l.1970 (№ 1400208/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 01.VI1.1971. Бюллетень № 21
Дата опубликования описания 14.IX.1971
МПК Н 03k 13/20
G 06j 3/00
Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 681.325(088.8) Автсры нзооретения
М. A. Енгалычев, В. Ф. Тарасов, 3. К. Шахов и В. М. Шляндин
Заявитель
Пензенский политехнический институт
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИŠ— ЧАСТОТА
Изобретение относится к области цифровой электро-измерительной техники.
Известны преобразователи напряжение частота (ПНЧ) с импульсной обратной связью, содержащие интегратор, блок сравнения и формирователь импульсов обратной связи.
С помощью известных устройств трудно получить высокую точность преобразования напряжений малого уровня при сохранении высокого быстродействия.
Цель изобретения — повь1сить точность преобразования. Это достигается применением дополнительного усилителя постоянного тока по схеме МДМ (модулятор — усилитель переменного тока — демодулятор) и интегрирующей RC-цепи, входы которой соединены со входом преобразователя и выходом формирователя импульсов обратной связи, а выход через усилитель подключен ко входу интегратора ПНЧ.
Блок-схема предлагаемого ПНЧ представлена на чертеже и содержит интегратор 1, представляющий собой интегрирующий усилитель постоянного тока с непосредственными связями, блок 2 сравнения, формирователь 8 импульсов обратной связи стабильной вольт-секундной площади, интегрирующую
RC-цепь 4 на два входа и усилитель 5 по схеме МДМ.
Блоки 1, 2 и 3 относятся к известной схеме ПНЧ с импульсной обратной связью.
Введение дополнительной интегрирующей
RC-цепи и усилителя МДМ позволяет уменьшить составляющую погрешности за счет дрейфа нуля интегратора до желаемых пределов.
При наличии дрейфа напряжение на емкости интегрирующей RC-цепи 4 (для некоторого момента времени t)
ГВ
U = — — — ЛОо dt, — 1
0 где /то, Rт, Ра — соответственно величина сопротивления резисторов
15 б,7,8;
C9 — величина емкости интегрирующего конденсатора 9;
4 a„„, — дрейф нуля усилителя интегратора.
20 При 1))т=Ща Со (установившийся режим) имеем
U,= — — ЛУо„,„. ф, s
Соответственно на выходе усилителя 5 будет напряжение, в К раз (где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 5) большее, т. е. — К вЂ” ЛУ, . Поскольку это напряжеК; р упт в ние имеет полярность, противоположную по отношению к ЛУо,, то замыкание выхода упт
308508
Предмет изобретения 7 8
1 в Rso
Составитель В. Махнонов
Техрсд Т, П. Курилко
Корректор О. И. Волкова
Редактор Ю. Г1олякова
;- аказ 245 i, 19 Изд. № 1044 Тираж 473 Подписное
Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4j5
Типография, пр. Сапунова, 2 усилителя 5 на входе интегратора приведет к компенсации напряжения дрейфа до величины, определяемой статизмом замкнутой системы регулирования. Следовательно, погрешность известного ПНЧ, источником которой является дрейф нуля УПТ с непосредственными связями, удается снизить до величины, характерной для усилителей МДМ.
Поскольку дрейф нуля есть величина, весьма медленно изменяющаяся во времени, к устройству компенсации дрейфа предъявляются весьма низкие требования по быстродействию. В частности, в качестве у.силителя
5 можно использовать усилитель МДМ с контактным модулятором, который обладает очень малым дрейфом нуля. К стабильности коэффициента К его усиления жестких требований не предъявляется.
Для того, чтобы переменная составляющая напряжения на емкости Cg интегрирующей
RC-цепи, усиленная усилителем 5, не оказывала влияния на работу ПНЧ, достаточно выбрать большую величину постоянной е = Ь а Cg.
В то же время малая скорость изменения дрейфа нуля не лимитирует верхнюю границу значения т=Яа Сз.
Следует отметить, что дополнительная
RC-цепь в незначительной степени шунтирует вход ПНЧ; в силу большой постоянной времени т=1с1о Cg где R p — величина сопРотивления резистора 10 и может быть выбрана существенно превышающей величину сопротивления Rq, важно лишь обеспечить равенство чтобы напряжение U, при отсутствии ЛУо „„„ было равно нулю. Введение схемы компенсации дрейфа нуля никак пе снижает быстродействия устройства в целом, поскольку в силу высокого быстродействия ПНЧ (блоки 1, 2 и 8) любые изменения U,- быстро компенсируются за счет импульсов связи, так что на емкости дополнительной RC-цепи исключается возможность накопления зарядов, обусловленных изменениями U и максимальная величина напряжения U, никогда не превысит величину — ЛУо
1 7 упт
Таким образом, предлагаемое устройство при незначительном усложнении схемы и сохранении высокого быстродействия, свойственного ПНЧ с импульсной обратной связью, позволяет значительно повысить точность преобразования напряжений малого уровня.
Преобразователь напряжение — частота, содержащий интегратор, блок сравнения и формирователь импульсов обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования при сохранении высокого быстродействия, он содержит усилитель постоянного тока, выполненный, например, по схеме МДМ, и интегрирующую RCцепь, входы которой соединены со входом преобразователя и выходом формирователя импульсов обратной связи, а выход через усилитель постоянного тока подключен ко входу интегратора.
