Преобразователь напряжения вчастоту

 

ОП ИСАНЙ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«и 819959 (6 I ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 15.05.79 (21) 2765913/18-21 с присоединениеаа заявки J6— (51) М. Кл .

Н 03 К 1 3/20

Гесударстаехиих хататтет

СССР аа делам хзобретанхй х атхрнтай (23) Приоритет—

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень №13

Дата опубликования описания 10.04 81 (58) УДК 681,325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Миронов, В. Г. Фурсов и A. H. Шаров (71) Заявитель

<, f б . (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТ

Изобретение относится к информаци- онно-измерительной технике и может быть использовано в качестве преобразователя напряжения в частоту фиксированных по длительности импульсов положительной или отрицательной полярности в системах регулирования и контроля.

Известен преобразователь напряжения в частоту, выполненный на интеграторе и релейном гистерезисном элементе (1).

Его недостатком является зависимость .10 длительности выходных импульсов от величины вхоцного напряжения.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, пер!

5 вый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выхоц - с неинвертирующим входом релейного гистерезисного элемента, и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу релейного гистерезисного элемента 12), Белью изобретения является обеспечение постоянства цлительности выходных

;импульсов одной из полярностей при сохранении линейности преобразования напряжения в частоту.

Йостигается .это тем, что в известном преобразователе напряжения в частоту, содержащем интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход « с неинвертирую-. щим входом релейного гистерезисного элемента, и ключ, управлятощий.вход которого подключен к.выходу релейного гис.- терезисного элемента, входная шина преобразователя через делитель напряжения поцключена к инвертирующему входу релейного гистерезисного элемента,.ключ включен параллельно выходу делителя напряжения, а выход релейного гистерезисного элемейта через диод соединен с вторым входом интегратора.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя.

Устройство содержит интегратор 1, выход которого поцключен к входу релейМ9959 4

3 замкнут) определяется выражением

Т =pl-) 9; Г =RQ с9

45 ного гистереэисного элемента 2, выполненного на операционном усилителе с положительной обратной связью. К неинвертируюшему входу элемента 2 подключены ключ 3 и выход делителя напряжения, (. выполненного на резисторах 4 и 5. Вход делителя напряжения соединен с входной шиной преобразователя, а управляющий вход ключа 3 — с выходом релейного элемента 2 и через диод 6 - с вторым входом интегратора 1. Интегратор 1 содержит входные резисторы 7, 8 и конденсатор 9, а релейный элемент 2 - цепь положительной обратной связи на реэис( торах 10 и 11.

Устройство работает следуюшим обра-, зом.

Предположим, что на выходе релейного гистерезисного элемента 2, являющем« ся выходом устройства, присутствует напряжение отрицательной полярности, размыкающее ключ 3 и закрывающее диод 6; в это время формируется выходной им пульс отрицательной полярности. Входное напряжение Ц отрицательной полярносВх ти поступает на первый вход интегратора

1 и через резисторы 4 и 5 - на инвертируюший вход релейного гистерезисного элемента 2. Выходное напряжение 1) и интегратора 1, изменяющееся по линейному закону в сторону положительных значений, поступает на неинвертируюший вход релейного гистереэисного элемента

2. В момент достижения порогового:. е значения происходит переключение релейного гистерезисного элемента 2 и полярность выходного напряжения О ьгх становится положительной, что приводит к

40 замыканию ключа 3 и открыванию диода

6. Выходное напряжение релейного гис-: терезисного элемента 2 UI5>)< через диод

6 поступает на второй вход интегратора 1. При этом инвертируюший вход релейного гистерезисного элемента 2 соединен с общей шиной, выходное напряжение U интегратора 1 линейно изменяети ся в сторону отрицательных значений.

При этом фиксируется импульс положитель . ной полярности фиксированной длительнос50 ти. В момент достижения порогового значения происходит переключение релейного гистерезисного элемента 2, и полярность выходного напряжения становится отрицательной. Далее цикл рабпты понто- 55 ряется.

Длител ьиость выходного импульса положительной полярности by (ключ ь0

t 1 (1) Ьь) ШЬХ1

Т т (=2ж" - О ) "S (g 5O)(g

Еьр К4+IZ5 К ЕХ ширина петли гистерезиса релейного гистереэисного элемента 2;

0 = сопвФ;

9ыъ(R

Еслн ввлнчнну выбрать вв

)(+й условия р н ртр т„.т рвтрр рлл тн й(1+ „„э/ то длительность выходного импульса положительной полярности не будет зависеть от величины входного напряжения и определится выражением з)

Длительность выходного импульса отрицательной полярности t g определяется выражением 2))) 2 2 Х 2 б о )=г — — " тн; (g) ьх ан u „ и 5 (2 0 ) т (g) и р.й5 Qg< 2

Частота выходных импульсов определяется по формуле

ja с учетом выражения (2) равна

4„+4 Ь!+ (О „)-4"

Из выражений (3) и (6) видно, что в с учетом выражения (2) 2 (9)

1 2 и следовательно (о)

+ ("бн)

Таким образом к+ Овх т.мо т о „,„

Таким образом, благодаря отличительным признакам изобретения обеспечиваетcs постоянство длительности выходных импульсов при сохранении линейности преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с вхоцной шиной преобразователя, а выход - с неинвертируюшим входом релейного гистереэисного элемента, и ключ, управляюший вход ко» торого подключен к выхоцу релейного гистереэисного элемента, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью обеспе19959 6 чения постоянстВа длительности Выходных импульсов, входная шина преобразователя через делитель напряжения поцключена к инвертируюшему вхоцу релейного гистерезисного элемента ключ включен параллельно выхоцу делителя напряжения, а выход релейного гистерезисного элемента через диод соединен с вторым входом ин тегратора.

1а Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

¹ 515254, кл. Н 03 К 1/16, 03.09.74

2 Ra6io ЕегцьеЪеь ЮьсМ"оМ .

1д 1971, l4 4. с. 134, фиг. 7 (прототип).