Преобразователь напряжения в периодследования импульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЗ©МУ СВ ВТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлемо гб,об.79 (2Ц 27850б2/18-.21 оц822353 (51)М. Кл 3 с присоединением заявки йо -

Н ОЗ К 1З/гО

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 150481Ьюллетеиь Н9 14 (53}УДК б81.з25 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 04. 81 (72) Автор . изобретения

M. Я. Орищенко (73) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРИОД

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автомати- ке и измерительной технике и может быть использовано в измерительных н вычислительных устройствах.

Известен преобразователь, содержащий интегратор, переключатель вход-.. ных аналоговых сигналов, с помощью которых входное аналоговое напряжение подается на вход интегратора, к выходу которого подключены детекторы уровня °

Выходные сигналы детекторов уровня изменяют состояние переключающего двухстабильного блока, который управляет переключателями 11 ) °

Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничения значения периода выходного сигнала, необходимость подавать на вход двухполярный сигнал и недостаточная точность преобразования вследствие применения ключей на входе преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников положительного и отрицательного потенциала, а выход через интегратор соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя (2 1.

Недостатками этого преобразователя являются отсутствие ограничения значения периода выходного сигнала, необходимого для компактности, точности и быстродействия последующих цифровых устройств, обрабатывающих выходной сигнал.

Цель изобретения — обеспечение

f5 ограничения значения периода выходного сигнала.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в период следования импульсов, содержа20:щия двухполярный ключ, входы которо го подключены соответственно к выходам источников положительного и отрицательного потенциала, а выход через интегратор соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен со входной шиной преобразователя, введены ключи, делитель напряжения и блок управления, 30,первый и второй входы которого сое822353 динены с выходом первого и второго коипараторов соответственно, а выходы подключены к управляющим входам ключей, первый иэ которых включен между выходом источника положитель, ного потенциала и первым входом делителя напряжения, между вторым входом которого и выходом источника отрицательного потенциала включен второй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого подклю- чен к управляющему входу двухполярного ключа и выходной шине преобразователя, а для получения значения периода .выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала через заданный уровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого компаратора.

На фиг. 1 приведена блок-схема 20 преобразователя напряжения в период следования импульсов; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит интегратор 1, первый компаратор 2, второй комйаратор 3, двухполярный ключ

4, источник 5 положительного потенциала, источник 6 отрицательного потенциала, блок 7 управления, первый ключ 8, второй ключ 9 и делитель 10 напряжения. Выход интегратора 1 соединен с первыми входами компараторов

2, 3, вход интегратора соединен с выходом двухполярного ключа 4, входы которого подключены к выходу источни- З5 ка 5 положительного потенциала и источника 6 отрицательного потенциала, а управляющий вход — к выходу компаpampa 3, второй вход первого компаратора 2 соединен с входной шиной преобразователя, вь ходы компараторов 40

2 и 3 подключены через блок 7 управления к управляющим входам первого

8 и второго 9 ключей, вход первого ключа 8 подключен к выходу источника 5 положительного потенциала, вход 45 второго ключа 9 †. к выходу источника

6 отрицательного потенциала, выходы ключей подключены к входам делителя

10 напряжения, выход которого соединен с вторым входом второго компара- gp тора 3. Интегратор 1 осуществляет интегрирование двухполярных импульсов прямоугольной формы стабильной амплитуды, формируемых с помощью дъухполйриого ключа 4,управляемого выходным сигналом второго комиаратора 3 с помощью источника 5 положительного потенциала и источника 6 отрицательного потенциала. Первый компаратор 2 осуществляет сравнение выходного напряжения интегратора 1 треу-. 60 гольной формы и входного напряже- . ния преобразователя и в моменты равенства формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 управленйя, Вто- рой компаратор 3 осуществляет сравне- 65 ние выходного сигнала интегратора 1 с амплитудой прямоугольных импульсов, поступающих с выхода делителя 10 напряжения, н в моменты равенства формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 управления. Блок 7 управления формирует сигналы управления ключами 8 и 9 в зависимости от выходных сигналов компараторов, причем ключ 9, коммутирующий выходной сигнал источника 6 отрицательного потенциала открыт прн наличии сигнала положительной полярности либо на выходе компаратора 2, либо на выходе ксмпаратора 3, при этом ключ 8, коммутирующий выходной сигнал источника 5 положительного потенциала закрыт. При наличии на обоих выходах компараторов 2 и 3 сигналов отрицательной полярности ключ 9 закрывается, а ключ 8 открывается. Делитель 10 напряжения обеспечивает формирование необходимого значения амплитуды импульсов опорного напряжения положительной и отрицательной полярности, поступающих на вход компаратора 3.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы преобразователя, где U — входное напряжение преобразователя;. U<@„.е,„ — выходное напряжение делителя 10 напряжения;

- выходное напряжение интегратора 1; Пкомп. < еых. укоме.< -. выходные напряжения соответственно первого компаратора 2 и второго ком"паратора 3; О „ - уровень ограниче-. ния напряжения; T — -. период выходного сигнала.

Преобразователь работает следующим образом. °

В один из моментов времени на, вход компаратора 3 поступает положи-. тельное напряжение. При этом на вход интегратора 1 поступает с выхода двухполярного ключа 4 положительный перепад напряжения +Е, а на второй вход компаратора 3. - отрицательный

-Уое. с выхода делителя 10 напряжения. Интегратор интегрирует положительный перепад напряжения, в результате чего выходное напряжение интегратора UHHT, ВЫМ Убывает по линейному закону. В момент равенства выходного напряжения интегратора

U8>>< „„т значени отрицательного найряжения на втором входе второго компаратора 3 -У,щ. полярность выходного напряжения компаратора изменяется на противоположную, в результате чего изменяется полярность выходного напряжения и двухполярного ключа 4, а также выходного напряже ния делителя 10 напряжений, а амплитуда становится равной Бого, Вследствие того, что цепь, соединяющая выход делителя 10 напряжения и второй вход второго компаратора

3, является цепью положительной об822353

Формула изобретения ратной связи, компаратор 3 остается в этом положении, а интегратор 1.интегрирует отрицательный перепад напряжения -Е. Выходное напряжение.интегратора при этом линейно возрас- тает. Если значение входного нап ряжения преобразователя U®z меньше значения U< (фнг. 2, временные диаграммы, соответствующие U+z =

=+<„ m Ue„ =U>>, выходное напряже- . ние интегратора достигает раньше значения Us ., чем U <,. При этом пер« вый компаратор 2 формирует сигнал

Ока, выл.,воздействующий на ключи

8, 9 через блок 7 управления таким образом, что полярность выходного сигнала делителя 10 напряжения ста- . 15 новится отрицательной, а амплитударавной U . В результате этого полярность выходного сигнала второго компаратора изменяется с отрицательной на положительную,второй компаратор остается в этом положении благодаря наличию положительной обратной связи, а процесс колебаний повторяется. На выходе интегратора

1 образуются колебания треугольной формы, период колебаний которых про : порционален входному напряжению

-U>< ..Íà выходе второго компаратора

3 образуются импульсы прямоугольной формы с периодом следования, пропорциональным входному напряжению

И8 (. Если входное напряжение И э превышает значение, U, (фиг. 2, временная диаграмма, соответствующая >Ua .), то при интегрировании от». рицательного перепада входное напря жение интегратора достигнет раньше значения U«p. чем U>< . В момент равенства Uö„ „.=00, срабатывает . . второй компаратор 3, полярность выходного сигнала компаратора изменя- 40 .ется с отрицательной на положительную и компаратор 3 остается в этом положении благодаря наличию поло.жительной обратной связи. Процесс колебаний повторяется. На выходе второго компаратора 3 .образуются импульсы прямоугольной формы, период следования которых стабилен, равен

Т и не зависит от входного напряжения U8 . На выходе первого компаратора 2 импульсный сигнал отсутствует, и компаратор не участвует

s процессе колебаний. При необходимости получения на выходе преобразователя определенного стабильного значения периода колебаний при достиже- 55 нии ограничения к выходной шине преобразователя подключается выход второго компаратора 3. При необходимости получения на выходе преобразователя значения периода колебаний,. равного бесконечности, к выходной шине преобразователя подключается выход первого компаратора 2.

1. Преобразователь напряжения s период следования импульсов, содержащий двухполярный ключ, входы которого подключены соответственно к выходам источников. положительного и отрицательного потенциала, а выход че-

pes интегратор соединек с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход aepsoro компаратора соединен со входной шиной преобразователя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью ограничения значения периода выходного сигнала, в него введены ключи, делитель напря жения и блок управления, первый и второй входы которого соединены с выходом первого и второго комиараторов соответственно, а выходы подклю- чены к управляющим входам ключей, первый из которых включен между выходом источника положительного потенциала и первым входом делителя напряжения, между вторым входом которого.и выходом источника отрицательного потенциала включен второй ключ, выход делителя напряжения соединен со вторим входом второго компаратора, выход которого подключен к управляющему входу двухполярного ключа и выходной шине преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения значения периода выходного сигнала, равного бесконечности при переходе значения входного сигнала . через заданный уровень, выходная шина преобразователя подключена к выходу первого компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии 9 48-20253, сл. Н 03 К 13/20, 1973.

2. Заявка Японии Р 49-2505, кл . Н 03 К 7/06, 1974 (прототип) .

822353

uvre. Agj

Составитель В. Махнанов

Редактор С. Тимохина Техред Т.Маточка .

Корректор М. Коста

Эакаэ 1893/83 Тираж 988

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4