З-тяхничесив. в. курочкин

 

351317

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссввтскиз

Социалистичвскиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.XII.1970 (№ 1601192, 26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13ЛХ.1972. Бюллетень ¹ 27

Дата о публикования описания 26.XII.1972

М, Кл. Н 03k 13120

Комитет ло делам изобретений н открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) :" . » ЮЗНАЯ

В. В. Курочкин .. . : -ХЕХНИЧ1046М

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделений—

АН СССР

Автор изобретения

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны преобр азователи напряжения в частоту следования импульсов, содержащие кольцевой генератор с четным (2n) количеством инверторов и элементом задержки, на управляющий вход которого подается входное напряжение.

Однако в период следования импульсов преобразователя наряду с рабочим временем переключения управляемого элемента задержки входит и его время восстановления, также зависящее от входного напряжения.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения входного сигнала, в котором сохраняется линейность характеристики преобразователя, а также повышение чувствительности и точности преобразования.

Для этого в преобразователь введен второй кольцевой управляемый генератор, аналогичный первому, причем в каждом генераторе между предпоследним и последним ииверторами включена схема «И», выход которой соединен со входом последнего инвертора соответствующего генератора, первый вход подключен к выходу предпоследнего инвертора этого же генератора, а второй вход — к выходу последнего инвертора другого генератора.

Блок-схема предложенного преобразователя представлена на фиг, 1, где U, — входное напряжение, 1, 2 — управляемые элементы задержки (УЭЗ), 8, 4, 5, б — инверторы, 7, 8— схемы «И».

УЭЗ 1 и последовательно соединенные с

5 ним инвертор 8, схема «И» 7 и инвертор 4 замкнуты в кольцо и образуют первый генератор. Второй кольцевой генератор, аналогичный первому, образован из соединенных последовательно и замкнутых в кольцо УЭЗ 2, 10 инвертора 5, схемы «И» и инвертора б. На управляемые входы УЭЗ 1 и 2 подается входное напряжение. Второй вход схемы «И» 7 соединен с выходом инвертора б, а второй вход схемы «И» 8 — с выходом инвертора 4.

15 Если с выхода инвертора 4 снимается в исходном состоянии низкий уровень напряжения, то на выходе инвертора б поддерживается высокий потенциал независимо от времени восстановления УЭЗ и времени пере20 ключения пнвертора 5, так как схемы 7 и 8 являются схемами совпадения по высоким уровням напряжений. Так как низкий уровень напряжения подается также на УЭЗ 1, на его выходе через время, зависящее от напряже25 ния U,», образуется высокий потенциал, который с инвертора 8 низким уровнем напряжения подается на схему «И» 7, и на выходе последней также появляется низкий уровень напряжения. На схему «И» 8 с инвертора 4

30 теперь снимается высокий уровень напряже351317 ния. В первом кольцевом генераторе после срабатывания инвертора 4 идет процесс восстановления УЭЗ I и переключается инвертор 8. Так как в исходном состоянии с выхода инвертора б снимается высокий потенциал, то после инвертирования дважды на управляемом элементе задержки 2 и инверторе б на вход схемы «И» 8 подается также высокий уровень напряжения. С появлением высокого уровня напряжения на выходе инвертора 4 срабатывает схема «И» 8, а на инверторе б образуется низкий уровень напряжения.

После срабатывания УЭЗ 2 с задержкой, зависящей от напряжения U„, и инвертора 5 на схему совпадения 8 приходит низкий уровень напряжения, поэтому с инвертора б теперь снимается высокий потенциал, что приводит к срабатыванию схемы «И» 7 и инвертора 4, с которого в этом случае снимается низкий уровень напряжения. Схема приходит в исходное состояние, и процесс генерации повторяется, Таким образом, если в одном кольцевом генераторе преобразуется входнос напряжение во время задержки распространения сигнала, то во втором инверторе восстанавливается управляемый элемент задержки.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема преобразователя, в котором УЭЗ собраны на транзисторах Т, и Т . Так как при Pi и Я, т. е. при сильном насыщении транзисторов

УЭЗ, время рассасывания этих транзисторов с увеличением отрицательного входного напряжения уменьшается, и одновременно с этим время задержки положительного фронта и длительность положительного фронта увеличиваются, а следовательно, время восстановления противодействует изменению времени выключения УЭЗ, то за счет исключения времени восстановления УЭЗ из периода следования импульсов крутизна характеристики преобразователя увеличивается. Это приводит также к расширению диапазона изменения входного напряжения, в котором сохраняется линейность характеристики преобразователя напряжения в частоту, так как в простом кольцевом генераторе при формировании периода следования импульсов наблюдается два процесса, изменяющихся неодинаково во времени, что сужает диапазон входного напряжения примерно в два раза. Зависимость крутизны характеристики от измене10 ния температуры в преобразователе уменьшается в 4 — 5 раз.

Зависимость частоты от входного напряжения для схемы на фиг. 2 может быть описана выражением:

15 к  — + U — — U

1 Е вх н(ел 3 о) где I„„— коллекторный ток транзистора УЭЗ;

20 Uo — падение напряжения на открытом диоде или на переходе база-эмиттер насыщенного транзистора УЭЗ;

P — коэффициент усиления по току транзистора УЭЗ;

25 U„— входное напряжение; т„— время накопления носителей в области базы транзистора УЭЗ.

Предмет изобретения

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий кольцевой генератор с четным количеством инверторов и управляемым элементом задержки, от35 личающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения входного сигнала, повышения чувствительности и точности преобразования, в него введен второй кольцевой генератор, причем в каждом кольцевом гене40 раторе между предпоследним и последним инверторами включена схема «И», второй вход которой соединен с выходом последнего инвертора другого кольцевого генератора.

351317

Юа л. 1

8ая.2

Фиг f

Фиг.2

Составитель Е. Семенова

Техред Л. Богданова

Корректор В. )Колудева

Редактор Е. Кравцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 4425/10 Изд. № 1546 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5