Преобразователь ток-частота

 

,11,7l 2951

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 03.07.75 (21) 2150323/18-21 с присоединением заявки № (») Приоритет (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (51) М. Кл"Н ОЗК 13/02

Государственный комитет (53) УДК 621.374.33 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. П. Бондарев и В. Н. Радченко (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОК-ЧАСТОТА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизмерительной технике.

Известны преобразователи ток-частота (1), построенные на принципе компенса- в ции измеряемого тока образцовым током при помощи дозирующего конденсатора.

Такие схемы не удовлетворяют современным требованиям по точности и частотным свойствам. 10

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь токчастота (2), содержащий операционный усилитель, параллельно которому включен интегрирующий конденсатор, и ключи, со- д единенные с генератором тока, выход одного из которых подключен к входу операционного усилителя, выход другого — к общей шине, а управляющие входы соединены с выходами блока управления ключами, подключенного на выход операционного усилителя.

Такой преобразователь обладает большой величиной погрешности при измерении токов в диапазоне 10- — 10-" А.

Цель изобретения — уменьшение погрешности преобразования.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь дополнительно введены последовательно соединенные усилитель пе- 30 ременного тока и синхронный детектор, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя, причем вход усилителя переменного тока соединен с выходом генератора тока, а второй вход синхронного детектора соединен с вторым выходом блока управления ключами.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя ток-частота.

Преобразователь содержит операционный усилитель 1, параллельно которому включен конденсатор 2 и к выходу которого подключен блок 3 управления ключами, выходами соединенный с управляющими входами ключей 4, 5, один из которых (4) соединен с конденсатором 2 и входом операционного усилителя 1, а другой (5) соединен с общей шиной. Входы ключей 4 и 5 соединены с выходом генератора 6 тока, который также соединен с усилителем 7 переменного тока, выходом соединенным с синхронным детектором 8. Второй вход синхронного детектора 8 подключен к блоку 3 управления ключами, а выход — к второму входу операционного усилителя.

Преобразователь ток — частота работает следующим образом.

На вход операционного усилителя 1 подается преобразуемый ток, заряжающий

712951 конденсатор 2 и изменяющий потенциал на выходе усилителя 1. По достижении заданного порогового напряжения блок 3 управления ключами вырабатывает импульсы стандартной длительности, закрывающие ключ 4 и открывающие ключ 5. Генератор 6 тока коммутируется на время действия импульса на вход усилителя 1. При этом происходит разряд интегрирующего конденсатора 2 порцией тока стабильной величины.

По окончании импульсов, управляющих ключами 4 и 5, ключ 4 закрывается, ключ 5 открывается и коммутирует генератор 6 тока на общую шину, после чего преобразователь возвращается в исходное состояние.

Импульс, возникающий из-за неидентичности цепей коммутации тока генератора 6 усиливается усилителем 7 и детектируется по сигналам с блока 3 синхронным детектором 8. Постоянное напряжение с его выхода подается на другой неинвертирующий вход операционного усилителя 1. Так как усилитель 1 охвачен цепью импульсной обратной связи, это напряжение передается на инвертирующий вход усилителя и устанавливается противоположно по сравнению с импульсом погрешности знака. Поэтому в несколько сот раз уменьшается величина заряда, накопленного на паразитной емкости ключей 4 и 5 и генератора 6 тока. И следовательно, импульсы тока, коммутируемые ключами 4 и 5, имеют значительно более стабильную величину, чем в известном преобразователе. На несколько порядков уменьшается погрешность величины образцового заряда, что эквивалент10

35 но уменьшению мультипликативной составляющей погрешности. В некоторых случаях при малом токе генератора 6 уменьшается величина дрейфа усилителя 1, что уменьшает аддитивную составляющую погрешности.

Формула изобретения

Преобразователь ток-частота, содержащий операционный усилитель, параллельно которому включен интегрирующий конденсатор, и ключи, соединенные с генератором тока, выход одного из которых подключен к входу операционного усилителя, выход другого — к общей шине, а управляющие входы соединены с выходами блока управления ключами, подключенного на выход операционного усилителя, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в преобразователь дополнительно введены последовательно соединенные усилитель переменного тока и синхронный детектор, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя, причем вход усилителя переменного тока соединен с выходом генератора тока, а второй вход синхронного детектора соединен с вторым выходом блока управления ключами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3746968, кл. 321 — 60, 08.09.72.

2. Экспресс-информация. Сер. «Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники», 1974, № 15, с. 1 — 6 (прототип).

712951

Редактор Е. Караулова

Заказ 2780/12 Изд. ¹ 113 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

1

I !

Составитель И. Горелова

Техред А. Камышникова Корректор Р. Беркович