Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов
Я5\ т \ Vgl Л Tl
;;, чггчл1., 1
О Л И O À Н и"Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ у
<, 711681
Союз Советских
Социалистических
Республик
Ж у 2 ". с. г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.09.77 (21) 2525329/18-21 с присоединением заявки Ж (23) П риоритет (51)М. Кл.
Н 03 К 13/20
Всударстзаниа камнтет
СВСР ю даим изобретений н атхрьпий
Опубликовано 25.01 80 Бюллетень Рй 3
Дата опубликования описания 30.01.80 (53) УДК б81.325 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. М. Герман и Г. И. Соборов (7!) Заявитель
l (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ
СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях.
Известен преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий тракт прямого преобразования, цепь обратной связи и цепь аддитивной коррекции, выполненную на усилителе МДМ (1) .
Обеспечивая высокую точность за счет компенсации дрейфа нуля, этот преобразователь
1О имеет недостаток — сложность схемы.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является преобразователь напряжения в частоту, содержащий дифференциальный интегратор, выполненный на дифференциальном усилителе, двух конденсаторах, один из которых включен в цепь обратной связи усилителя, а другой подключен к его неинвернруюгцему входу, и резисторах, подключенных первому, второму и третьему входам интезатора, первое и второе сравнивающие устройгаа, входы которых подключены к выходам ятегратора, и первый и второй формироватея импульсов обратной связи, выходы которых подключены к второму и третьему входам дифференциального интегратораf, Недостатком данного устройства является наличие погрешности, вызванной дрейфом нуля интегратора.
Целью изобретения является повышение точности преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий дифференциальный интегратор, выполненный на дифференциальном усилителе, двух коцценсаторах, один из которых включен в цепь обратной связи усилителя, а друтой подключен к его неинвергируюшему входу, и резисторах, подключенных к первому, второму и третьему входам интегратора, первое н второе сравнивающие устройства, входы которых подключены к выходам интегратора, и первый и второй формирователи импульсов обратной связи, выходы которых подключены к второму и третьему входам дифференциального интегратора, введены первый блок переключения, включенный между резистооаыи дифференциального интегратора и вхо3 7 дами дифференциального усилителя, второй блок переключения, включенный между выходами сравнивающих устройств и входами фор-. мирователей импульсов обратной связи, триггер, к выходам которого подключены входы логического устройства, а входы соединены с выходами сравнивающих устройств, и генератор импульсов, выход которого подключен к.управляющим входам первого блока переключения и логического устройства, причем выход логического устройства подключен к управляющему входу второго блока переключения.
На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя. Устройство содержит дифференциальный интегратор 1, выполненный на дифференциальном усилителе
2, конденсаторе 3, включенном в цепь обрат ной связи усилителя 2, конденсаторе.4, подклю. ченном к неинвертирующему входу усилителя .2, резисторах 5, 6, 7, Между резисторами 5, 6, 7 и входами усилителя 2 включен первый блок переключения 8. К выходу интегратора 1 подключены входы первого 9 и второго 10 сравнивающих устройств. К выходам сравнивающих устройств 9 и 10 подключены входы триггера
I1 и через второй блок переключения 12 входы первого 13 и второго 14 формирователей импульсов обратной связи, выходы которых подключены к входам интегратора 1. Входы логического устройства 15 подключены к выходам триггера 11 и генератора импульсов 16.
Преобразователь работает следующим образом.
Выходами преобразователя являются выходы
А, Б блока переключения 8. B случае преобразования положительного напряжения выходная частота f поступает с выхода А, при отрица- тельном преобразуемом напряжении частота f поступает с выхода Б.
Работа устройства происходит в двух режимах, В первом режиме с помощью блока переключения 8 входная цепь подключена к неинвертиру ющему входу, а цепи обратной связи — к инвертирующему входу усилителя 2, à с помощью блока переключения 12 выход сравнивающего устройства 9 подключен ко входу формирователя импульсов обратной связи 13, выход сравнивающего устройства 10 — ко входу формирователя,импульсов обратной связи 14.
По достижении выходным напряжением интегратора 1 порогового уровня сравнивающего устройства последнее срабатывает и на вход интегратора 1 поступает импульс обратной связи, после чего весь процесс повторяется. Частота f срабатываний сравнивающего устройства в первом режиме имеет отклонение fo от
11681 4
1О
20
ЗО
4О
9) расчетного значения Ц, вызванное дрейфом нуля усилителя 2: = тр го (1)
Во втором режиме с помощью блока переключения 8 входная цепь устройства подключена к инвертирующему входу усилителя 2, а с помощью блока переключения 12 выход сравнивающего устройства 9 подключен ко входу формирователя импульсов обратной связи
14, выход сравнивающего устройства 10 — ко входу формирователя импульсов обратной свя1эи 13. Так как дрейф нуля дифференциального усилителя 2 не зависит от величины и полярности входных сигналов, то f> в этом случае определяется следующим выражением г =тр+fo (2)
Переключение с режима на режим осуществляется импульсами с выхода генератора 16. При равных длительностях первого и второго режимов значение выходной частоты, усредненное за период переключения генератора 16, не содержит составляющей погрешности f, обусловленной дрейфом нуля усилителя 2.
Включение в работу необходимого звена (сравнивающее устройство, формирователь импульсов обратной связи) определяется полярностью преобразуемого напряжения и режимом работы устройства. Каждому режиму соответствует определенный логический потенциал выходных импульсов генератора 16, а полярность преобразуемого напряжения определяется с поМощью сравнивающих устройств 9, 10 и тригiepa 11. Логическим устройством 15 формируется логическая функция Я управления блоком переключения 12
Я = абнаЬ; где а — логический потенциал на выходе генератора импульсов 16;
b — логический потенциал на выходе триггера 11.
Погрешность исключается в результате измерения выходных частот эа время измерения T„ с помощью суммирующе-вычитающего устройства, например реверсивного счетчика, при подключении его суммирующего и вычитающего входов к соответствующим выходам А и Б преобразователя.
При этом необходимо, чтобы время измерения Тд было много больше периодов Т импульсов генератора 16, либо включало в себя целое число периодов Т.
Таким образом в устройстве осуществляется коррекция смещения нуля- характеристики преобразования, вызванного дрейфом нуля усили- теля, в течение длительного времени непрерывной работы в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов.
Формула изобретения
7116
Составитель В. Дмитриев
Редактор Н, Веселкина Техред 3.Фанта Корректор Н. Стец
Заказ 9026/42 Тираж 995 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий дифференциальный интегратор, выполненный на дифференциальном усилителе, двух конденсаторах, один из которых включен в цепь обратной связи усилителя, а другой подключен к его неинвертирующему входу, и резисторах, подключенных к первому, второму и третьему входам инте- 1С гратора, первое и второе сравнивающие устройства, входы которых подключены к выходам интегратора, и первый и второй формирователи
1 импульсов обратной связи, выходы которых подключены к второму и третьему входам диф-1 ференциального интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в преобразователь введены первый блок переключения, включенный между резисторами дифференциального интегратора и вхо-. 2Î дами дифференциального усилителя, второй
81 6 блок переключения, включенный между выходами сравнивающих устройств н входами формирователей импульсов обратной связи, триггер, к выходам которого подключены входы логического устройства, а входы соединены с выходами сравнивающих устройств, и генератор импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого блока переключения и логического устройства,.причем выход логического устройства подключен к управляющему входу второго блока переключения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Шахов Э. К. и др. Преобразователь нацряжения в частоту с компенсацией дрейфа нуля. — "Приборы и системы управления", 1971, Р4, с, 15 — 17.
2. Мартягин А. И. н др. Преобразователь электрических параметров для систем контроля и измерения. M., "Энергия", 1976, с. 109—
111 (нрототин).
