Преобразователь напряжения в частоту

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. cwa-ву (11) 599347

Союз Советских

Социалистических .

Республик (22) заявлен 2501Р7(Я) 2444847/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки Рй (23) Приоритет

Н 03 К 13/02

1 .Гвврдврвтввквнй кавктат

tnaara Мкккатреа ИВР вв девка asa1ynaaa1 к вткрыткй (Щ Опубликовано 250378.Бюллетень ЭЙ (Щ) УДК 681.325 (088.8) (45) дата опублииомння опясаниат 270278 (22) Автор . изобретения

B.C.ÃóTíèêîâ

Ленинградский ордеьа Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (71) Заявнтель (54) ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к измерительной теМнике в частности к преобразователям напряжения в частоту следования импульсов.

Известны преобразователи напряже- . 8 ння, построенные на основе одервци-. онного усилителя с конденсатором s цепи обратной связи, обладающие недостаточной точностью и стабильностью параметров (1). 10

Наиболее близок предлагаемому преобразователь напряжения.э чаСтоту, содержащий интегратор., включанххий операционный усилитель с конденсатором в.цепи обратной связи,: нуль-орган, тэ вход которого подключен к выходу интегратора, источник опорного напря жения, соединенный .через резисторы с входом операционного усилителя, н .Управляемые нуль-органом ключи (21.

Недостаток этой конструкции заключается в том, что временная и температурная нестабильность незаземленных ключей, используемых в схеме, прн« водит к нестабильности выходной частоты преобразователя и к ухудшению линейности его функции.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение точности и линейности преобразования.

Это достигается тем, что в преоб разователь иапряженяя в частоту, содержащий интегратор, включающий операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, нуль-орган, вход которого подключен к выходу интегратора, источник опорного напряжения, соединенный через резисторы с входом операционного усилителя, и управляе,мые нуль-органом ключи, введены два диода, один из которых включен между выходом операционного усилителя и вхо дом нуль-органа, а другой - между вы» ходом операционного усилителя и выходом интегратора, причем к выходу операционного усилителя диоды подключены п„отнвоположнымн электродами.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преобраэователят на фиг. 2 — временные диагравеаа.

Предлагаеьый преобразователь напряжения в частоту цтйЧ) содержит интегратор, включающ операционный усилитель 1 (ОУ) и кощ енсатор 2 обратной связи. Вход нуль-органа 3 соединен с выходом интегратора резистором 4.

Источник опорного напряжения 5 сбеди-. нен с резисторами 6 и 7 с входом ОУ 1 интегратора н входом нуль-органа 3. Ключ 8, управляемый с выхода нуль-ор599 347

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1431/43 Тираж 1088 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гана 3, заэемляет выход источника оПорного напряжения ". Кроме того, в состав ПНЧ входят диоды 9 и 10, причем диод 10 включен между выходом

ОУ 1 и входом нуль-органа 3. Входной сигнал подается на ОУ 1 через резистор 11.

Работа ПНЧ происходит следующим образом.

Исходное напряжение на выходе ин- @ тегратора и на входе нуль-органа 3 отрицательно (см. фиг.2), ключ 8 замкнут. Под воздействием отрицательного входного напряжения 0 напряжение на выходе интегра-" ðà BoapacTG T Ток 15 через резистор li вызванный входным сигналом (3 = 1- у, R 11 ) у проходит далее через конденсатор 2, резистор 4 н диод 10 на выход ОУ 1. Диод 9 при этом закрыт. Напряжение на входе нуль-органа 3 больше, чем напряжение на выходе интегратора на величину падения напряжения на резисторе 4, тр есть на величину . " М4 . Когда напряжение на входе нуль-"органа 3 достигает нулевого уровня, нуль-орган срабатывает ® и размыкает ключ 8. В этот момент напряжение на выходе интегратора будет равно -0 ф"-„ . В результате размыкания ключа 8 на вход интегратора и на вход нуль-органа 3 через резисторы б ЗО и 7 начинает подаваться положительное опорное напряжение 08 . Ток - -, поО ступающий на вход ОУ l через резистор

6, по модулю больше тока †„", по.ступающего через резистор 11,, и имеет З8 противоположный знак. Поэтому ток через конденсатор 2 изменит направление, и напряжение на выходе интегратора начнет уменьшаться. При этом диод 10 закрывается, а д.:од 9 открывается. 40

При W = RY длительность первого такта интегрирования(11) равнб, длительность въсрого такта интегрирования Т огранйчена временем,в течение которого напряжение 4@ на выходе интегратора возрастает до уровня -U -), и равняется

М R1

Соответственно выходная частота преобразователя будет равна

Ry

Т+Т 0 С а 2 3

Как видно из полученного соотношения, частота выходных импульсов ПНЧ линейно зависит от входного напряжения. Разброс параметров диодов 9 и 10 не влияет на точность работы преобразователя, так как в обоих тактах интегрирования проводящий диод оказывается включенным в прямую цепь интегратора и при достаточно большом усилении ОУ 1 ток через конденсатор 2 обратной связи определяется лишь токами, проходящими через резисторы ll и б, и не зависит от сопротивлений диодов 9 и 1.0.

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, включающий операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, нульорган, вход которого подключен к выходу интегратора, источник опорного напряжения, соединенный через резисторы с входом операционного усилителя, и управляемые нуль-органом ключи, отличающийся тем,,что с целью упрощения устройства, повышения точности и линейности преобразования, в него введены два диода, один иэ которых включен между выходом операционного усилителя и вхо дом нуль-органа, а другой — между выходом операционного усилителя и выходом интегратора, причем к выходу.операционного усилителя диоды подключены противоположными электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Новицкий П.B., Кнорринг В.Г., и Гутннков В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. Энергия, 1970

2. Контрольно-измерительная техника. Экспресс-информация, 99, 1971.