Преобразователь напряжения в интервал времени

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п> 503360

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.72 (21) 1855833/26-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 26.04.76 (51) М. Кл Н 03К 13/17

Государственный комитет

Совета Минис1ров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.325(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Х. Михайлов, А. А. Лотто, М. Г. Розенблат и О. В. Аникеев т71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ НАПРЯ)КЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ

ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения напряжения постоянного тока, путем преобразования его в интервал времени, Известен преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом биполярного источника пилообразного напряжения, состоящего из двух разнополярных источников тока, накопительного конденсатора и синхронизированного переключателя, причем первая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом синхронизированного переключателя и общей шиной, а вторая — с входом синхронизированного переключателя, упправляющий вход которого подключен к клемме тактовой частоты, и выходами разнополярных источников тока и инвертирующим входом дифференциального усилителя.

Однако для известного преобразователя характерна сложность, обусловленная наличием специальных устройств для выделения информации о полярности преобразуемого напряжения.

С целью упрощения преобразователя в него введены дополнительный синхронизированный переключатель и биполярная ключевая схема, состоящая из резистора, первый вывод которого подключен к базам двух разнополярных транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы — с соответствующими входами разнополярных источников тока, причем первый вход дополнитель5 ного синхронизированного переключателя соединен с входной клеммой, второй вход — собщей шиной, управляющий вход — с клеммой тактовой частоты, а выход — с неинвертирующим входом диференциального усилителя, 10 выход которого подключен к второму выводу резистора биполярной ключевой схемы.

На чертеже изображена функциональная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь напряжения в интервал

15 времени содержит дифференциальный усилитель 1, инвертирующий вход которого подключен к выходу биполярного источника 2 пилообразного напряжения, который состоит из источников 3 и 4 тока положительной и

20 отрицательной полярности, накопительного конденсатора 5, включенного между соединенными между собой выходами разнополярных источников 3, 4 тока и общей шиной 6, и синхронизированного переключателя 7, под25 соединенного параллельно накопительному конденсатору 5. Соединенные между собой выходы разнополярных источников 3 и 4 тока образуют выход биполярного источника 2 пилообразного напряжения. Неинвертирующий

30 вход дифференциального усилителя 1 подклю503360

65 чен к выходу дополнительного синхронизированного переключателя 8, первый вход которого соединен с входной клеммой 9, а второй — с общей шиной 6. Управляющие входы синхронизированного переключателя 7 и дополнительного синхронизированного переключателя 8 соединены с клеммой 10 тактовой частоты. Выход дифференциального усилителя 1 подключен к биполярной ключевой схеме 11, состоящей из резистора 12, первый вывод которого соединен с базами двух транзисторов 13 и 14 разной полярности, эмиттеры которых соединены с общей шиной 6, а коллекторы — с входами биполярного источника 2 пилообразного напряжения, причем эмиттер транзистора 13 подключен к входу источника 3 тока положительной полярности, а эмиттер транзистора 14 — к входу источника 4 тока отрицательной полярности. Выходные клеммы преобразователя 15 и 16 соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 13 и 14 биполярной ключевой схемы 11.

Преобразователь напряжения в интервал времени работает следующим образом.

В исходном состоянии неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 через синхронизированный переключатель 8 подключен к общей шине 6, а синхронизированный переключатель 7 замкнут. Напряжения на входах дифференциального усилителя 1 и

его выходе равны нулю, при этом разнополярные источники 3 и 4 тока отключены запертыми транзисторами 13 и 14 биполярной ключевой схемы 11.

В момент времени Ть соответствующий началу импульса тактовой частоты на клемме

10, синхронизированный переключатель 7 размыкается, а дополнительный синхронизированный переключатель 8 подключает неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 к входной клемме 9, после чего входное напряжение U.„ïîñòóïàåò на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1, который его усиливает. Биполярная ключевая схема 11 управляется выходным напряжением дифференциального усилителя 1.

Если входное напряжение U имеет положительную полярность, то выходным напряжением диффвренциального усилителя 1 положительной полярности открывается транзистор 13 биполярной ключевой схемы 11, при этом включается источник 3 тока положительной полярности источника 2 пилообразного напряжения, накопительный конденсатор 5 начинает заряжаться, напряжение U, на накопительном конденсаторе 5, имеющее положительную полярность, увеличивается, а разность напряжений между входами неинвертирующим и инвертирующим дифференциального усилителя 1 уменьшается. Заряд накопительного конденсатора 5 продолжается до момента времени Т>, когда при равенстве напряжений U., и U„ происходит компарирование, при котором выходное напряжение дифференциального усилителя 1 становится равным нулю, транзистор 13 закрывается, выключая источник 3 тока, заряд конденсатора 5 п р екр ащается.

В дальнейшем до момента времени Тз, соответствующего окончанию тактового импульса, напряжение U, на накопительном конденсаторе 5 запоминается и остается равным напряжению U за счет компенсационной релейно-следящей обратной связи выхода дифференциального усилителя 1 с его инвертирующим входом через биполярный источник пилообразного напряжения. В момент времени

Тз неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1 переключается на общую шину 6, переключатель 7 замыкается, накопительный конденсатор 5 разряжается, преобразователь возвращается в исходное состояние.

Таким образом, между моментами времени

Т, и Т> на выходе дифференциального усилителя 1 формируется импульс положительной, а на выходной клемме 15 — отрицательной полярности, длительность которых, равная времени заряда накопительного конденсатора

5 до напряжения U — — U пропорциональна величине преобразуемого напряжения.

Если входное напряжение У„имеет отрицательную полярность, то заряд накопительного конденсатора 5 осуществляется источником 4 тока отрицательной полярности при открытом транзисторе 14 биполярной ключевой схемы

11, при этом на выходе дифференциального усилителя 1 и на выходной клемме 16 формируются импульсы, соответственно отрицательной и положительной полярности, длительность которых пропорциональна напряжению U<.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом биполярного источника пилообразного напряжения, состоящего из двух разнополярных источников тока, накопительного конденсатора и синхронизированного переключателя, причем первая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом синхронизированного переключателя и общей шиной, а вторая — с входом синхронизированного переключателя, управляющий вход которого подключен к клемме тактовой частоты, выходами разнополярных источников тока и инвертирующим входом дифференциального усилителя, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения, в него введены дополнительный синхронизированный переключатель и биполярная ключевая схема, состоящая из резистора, первый вывод которого подключен к базам двух разнополярных транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы — с соответствующими входами разнополярных источников тока, причем первый вход дополнительного синхронизированного переключателя соединен с входной

503360

1б

Составитель Н. Баринова

Корректор А. Галахова

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Янова

Заказ 901/11 Изд. М 1137 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 клеммой, второй вход — с общей шиной, управляющий вход — с клеммой тактовой частоты, а выход — с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход котораго подключен ко второму выводу резистора биполярной ключевой схемы.