Преобразователь напряжения в длительность импульса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () 767967 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.77 (21) 2506466/18-21 (51) М. Кл. з с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 10.10.80 па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. И. Пучков и А. М. Ковалев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах аналого--дискретного преобразования.

Известен преобразователь напряжения в длительность импульса, содержащий интегратор, пороговое устройство, сбрасывающий ключ (1). E(o недостатком является низкаяя точность.

Наиболее близок к изобретению — преобразователь напряжения в длительность импульса, содержащий делитель напряжения, вход которого соединен с входом преобразователя, первый интегрирующий усилитель, выход которого подключен к первому входу, сумматора, модулятор длительности импульса, первый вход которого подключен к выходу сумматора, резистивное сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу модулятора длительности импульса, и блок управления, первый выход которого соединен с вторым входом модулятора длительности импульса (2).

Недостатком этого преобразователя является сравнительно низкое быстродействие, определяемое временем переходного процесса при наличии мультипликативной погрешности коэффициентов передачи отдельных блоков преобразователя.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в длительности импульса, содержащий делитель напряжения, вход которого соединен с входом преобразователя, первый интегрирующий

1о усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, модулятор длительности импульса, первый вход которого подключен к выходу сумматора, резистивное сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу модулятора длительности импульса, и блок управления, первый выход которого соединен с вторым входом модулятора длительности импульса, введены первый переключатель, соединяющий вход преобразователя и выход делителя напряжения с вторым входом резистивного сравнивающего устройства, второй интегрирующий усилитель, выход которого под767967 ключен к управляющему входу блока с управляемым коэффициентом передачи, второй переключатель, соединяющий выход резистивного сравнивающего устройства с входами интегрирующих усилителей, и логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу модулятора длительности импульса, причем второй вход резистивного сравнивающего устройства через блок с управляемым коэффициентом передачи подключен к второму входу сумматора, а второй выход блока управления подключен к второму входу логического элемента совпадения и к управляющим входам первого и второго переключателей.

Функциональная электрическая схема преобразователя приведена на чертеже.

Преобразователь содержит блок 1 управления, переключатели 2 и 3, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления, резистивное сравнивающее устройство 4, включенное между переключателями 2 и 3, входную клемму 5, соединенную непосредственно и через делитель напряжения 6 с входами переключателя 2, первый 7 и второй 8 интегрирующие усилители, входы которых подключены к переключателю 3, блок 9 с управляемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя 7, сумматор 10, входы которого подключены к выходам усилителя 8 и блока 9 с управляемым коэффициентом передачи, модулятор 1 длительности импульсов, входы которого подключены к выходам блока управления и сумматора 10, ключ 12, соединяющий источник 13 опорного напряжения с входом резистивного сравнивающего устройства 4, логический элемент 14 совпадения, входы которого подключены к выходам блока 1 управления и модулятора 11 длительности импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналами с блока управления переключатели 2 и 3 переключаются одновременно так, что одному их положению соответствует подключение к входу резистивного сравнивающего устройства 4 непосредственно входной клеммы 5 преобразователя, а выходы устройства 4 к входу интегрирующего усилителя 8, а другому положению переключателей 2, 3 — подключение к входу устройства 4 выхода делителя 6 напряжения, имеющего коэффициент передачи Ку < 1, и выхода устройства 4 к входу интегрирующего усилителя 7. Выходное напряжение усилителя 7, поступая на управляющий вход блока 9 с управляемым коэффициентом передачи, управляет величиной коэффициента передачи по второму входу сумматора !О.

Напряжение U i с выхода усилителя 7 поступает на первый вход этого сумматора.

Сумматор 10 имеет коэффициент передачи

Кс, и Кс соответственно по первому и второму входам. Выходное напряжение сумматора 10

U =11КъКс + UaKc где O -напряжение Usx или К Vвх, К„=К@;

"ъ-коэффициент передачи блока 9;

K - коэффициент пропорциональности, поступает на вход модулятора 11 длительности импульса, имеющего коэффициент передачи Кн. На его выходе образуются импульсы с длительностями

1и =1 м(!7вх ИЧ <с|Рог Кс )

$6 p U=Usx и

tu, = К„„(Увк KqK!7i !<с + !4 Кса) при U=Usx К

Таким образом, одному положению переключателя 2 соответствует импульс длительностью 1и„а другому — t„. На время действия этих импульсов замыкается ключ 12, подключая выход источника

13 опорного напряжения к второму входу сравнивающего устройства 4.Изменения напряжений U, U z пропорциональны зарядам Q1Яр, получаемым конденсаторами интегрирующих усилителей 8, 7 за один такт сражен я цвх 1100+ц

1Ъх. 17о t н и

g - = К -р- 1 р - — здесь U в — выходное напряжение источника 13;

"1Л вЂ” сопротивления резисторов устройства 4;

ТЬ=ЧРТ время замкнутого и разомкнутого состояний гереключателей 2,3.

В установившемся режиме эти заряды равны нулю.

При этом получаем

3s в

Увx Й !

То

Usx .,-Кт; Ri 7p

В то же время равенство нулю этих зарядов означает неизменность выходных

4 напряжений U q, U g интегрирующих усилителей 7, 8. Указанные напряжения обеспечивают компенсацию аддитивных и мультипликативных составляющих погрешностей блоков сумматора 10 и модулятора 11, а величина напряжений определяется лишь от45 меченными Составляющими.

При изменениях входного сигнала имеет место безынерционная отработка их скорректированным трактом преобразования образованным блоком 9, сумматором 10 и модулятором 11. Разностный сигнал на выходе сравнивающего устройства вследствие этого равен нулю, интегрирующие усилители своего состояния не меняют.

Отсюда следует, что обеспечивается полное исключение составляющих переходного

ss процесса, обусловленных погрешностями отдельных блоков преобразователя.

На выходе модулятора 1! образуются чередующиеся импульсы длительностями

767967

Формула изобретения

Составитель В. Дмитриев

Редактор Т. Рыбалова Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 7217/51 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ 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 и t14q, соответствующие одному и тому же значению выходного напряжения. Для получения на выходе преобразователя импульсов только одной длительности, например

4и„используется логическая схема 14 совпадения, на один вход которой поступают импульсы с выхода модулятора 11 длительйости импульсов,а на второй — с выхода блока 1 управления.

Преобразователь напряжения в длительность импульса, содержащий делитель напряжения, вход которого соединен с входом преобразователя, первый интегрирующий усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, модулятор длительности импульса, первый вход которого подключен к выходу сумматора, рез исти вное сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с источником, опорного напряжения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу модулятора длительности импульса, и блок управления, первый выход которого соединен с вторым входом модулятора длительности импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен первый переключатель, соединяющий вход преобразователя и выход делителя напряжения с вторым входом резистивного сравнивающего устройства, второй интегрирующий усилитель, выход которого подключен к управляющему входу блока с управляемым коэффициентом передачи, второй переключатель, соединяющий выход резистивного сравнивающего устройства с входами интегрирующих усилителей, и логический элемент совпадения, пер1о вых вход которого подключен к выходу модулятора длительности импульса, причем второй вход резистивного сравнивающего устройства через блок с управляемым коэффи циентом передачи подключен к второму вхо- ду сумматора, а второй выход блока управления подключен к второму входу логического элемента совпадения и к управляющим входам первого и второго переключателей.

Источники информации, gy принятые во внимание при экспертизе"

1. Заявка Великобритании № 1448770, кл. Н 03 К 7/08, 1976.

2..Лейтман М. Б. Быстродействующий время-импульсный преобразова-.ель постоянного напряжения компенсационного типа

«Автометрия» № 2, 1976 (прототип).