Преобразователь напряжения в частоту
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (8l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09. 02. 81 (21) 3247782/18-21
Салоп Саввтсиих
Сацнаяистичвсиих
Рвсиублии
Веу«ераюай кеввтвт ььвР «в «ввак взвбувтввв11 в втхвытвФ (23} Приоритет Опубликовано 23.09.82-. Бюллетень Мв 35 Дата опубликования описания 23.09.82 (53) УЙК681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения (НФ) В. С. Гутников и Х. И. Гиго : ;;Г.11:,Ф4В. Ленинградский ордена Ленина и литекйМ1хоЩй„инст тут (7l ) Заявитель им. И. И. Калинина (54), ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ Изобретение относится к измери= тельной технике и мотиет найти применение при построении цифровых вольтметров. Известен преобразователь напря5 жения в частоту (ПНЧ ) с импул: снои отрицательной обратной связью, в которых импульс обратной связи Формируется с. помощью дозирующего конденсатора и опорного напряжения (1). Основным недостатком является зависимость выходной частоты от емкости дозирующего.конденсатора и от уровня, до которого разряжается дозирующий конденсатор, что приводит к снижению точности преобр-.çîâàíèÿ. Известен преобразователь напряже;ния в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход - 2о с входом нуль-органа, источник опорного тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу пер2 вого триггера, и генератор опорной частоты, выход которого подключен к тактовому входу первого триггера(21, Недостатком известного преобразователя является низкая точность, в особенности при измерении мгновенных значений выходной частоты, вследствие неравномерной расстановки выходных импульсов во времени. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход - с входом нуль-органа, источник опорного тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, и генератор опорной частоты, выход которого подключен к тактовому входу первого триггера, введены второй триггер, 3 96113 второй ключ и запоминающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая " с выходом первого ключа и через второй ключ с вторым входом интегратора,. управляющий вход второго ключа соединен с выходом нуль-органа и первым входом второго триггера, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и управляющим Î входом первого триггера. На фиг, 1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя, Устройство содержит входную шину 35 1, соединенную с первым входом интегратора 2. Второй вход интегратора 2 через второй ключ соединен с выходом пер" вого ключа 4 и второй обкладкой кон- др денсатора 5 первая обкладка которого подключена к общей шине 6. Выход интегратора 2 подсоединен к входу нуль-органа 7, а выход последнего связан с выходной шиной 8 устройства,д с управляющим входом второго ключа 3 и с первым входом второго триггера 9, второй вход которого соединен с выходом первого триггера 10 и управляющим входом первого ключа 4. Управ зр ляющий вход первого триггера IO соединен с выходом второго триггера 9, а тактовый вход - с выходом генератора 11 опорной частоты. Выход источника 12 опорного тока подключен 35 к входу первого ключа 4. Работа ПНЧ поясняется временными диаграммами, представленными на фиг.2., где Ug - выходное напря>нение интегатора 2, U> - выходное напряжение нуль-органа 7, U - выходное напряжение триггера 9, U« - выходное напряжение генератора 11 опорной частоты, U 0- вь>ходное напряжение триггера 10, Up, U g - напряжение 45 на обкладках конденсатора 5. Преобразователь работает следующим образом. Под воздействием входного напряжения U» поступающего на вход ll ycrl ройства, выходное напряжение интегратора 2 убывает. При переходе последнего через нулевой уровень срабатывает нуль-орган 7 и формирует на выходе 8 устройства импульс продолжительностью но. На время iно откры вается аналоговый ключ 3 и запоминающий конденсатор 5 разряжается до напряжения 0 > через вход интегратора 2, вызывая тем самым изменение выходного напряжения интегратора 2 в противоположную сторону ° Отрицательный фронт импульса с. выхода нуль-органа 7 устанавливает триггер 9 в состояние "1", тем самым "разрешается" опр6кидывание триггера 10 последова" тельно в состояния "1" и "0" с двумя ближайшими импульсами (их отрицательными фронтами ) с выхода генератора 11 опорной частоты. При переходе триггера 10 из состояния "0" в состояние "1" триггер 9 устанавливается в состояние "0". Таким образом, время То, в течение которого триггер 10 находится в состоянии "1", равно периоду опорной частоты и соответствует времени, когда открыт ключ 4. Через этот ключ 4 конденсатор 5 заряжается опорным током 1о источника тока 12 до напряжения Ug Далее, при следующем переходе выходного напряжения интегратора 2 через нулевой уровень, снова срабатыеаег нуль-орган 7, конденсатор 5 вновь разряжается через вход интегратора 2 и т,д, В установившемся режиме за один цикл преобразования Т>,(фиг.2) ко-. личество электрического заряда q > равно количеству электричества разряда q емкости интегратора 2. Количество электричества,соответствующее заряду q> конденсатора интегратора 2 входным током за период преобразования Тх, равно Ux òõ ,=з т = — (1> ъ " х х где К вЂ” размерный постоянный коэффициент ° Количество электричества, соответствующее разряду q конденсатора интегратора 2, равно количеству электричества соответствующему разряду конденсатора 5 с емкостью С q„=(u — u«) С = Дв- То (2) Приравняв выражения (1 ) и (2 ), можно найти выражение для выходной частоты ПНЧ Х х=т„» к з т, Иэ выражения (3 ) видно,что.коэффициент преобразования устройства имеет высокую стабильность, как и в известном преобразователе за счет высокой стабильности 3о и То . В отличие от известного предлагаемый 9611 5 преобразователь обеспечивает рав.номерную расстановку выходных импуль-. сов во времени, что повышает его точность, в особенности при измерении мгновенных значений выходной частоты. Формула изобретения Преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, первый .вход которого соединен с входной ши ной преобразователя, а выход - с входом нуль-органа, источник опорного и тока, выход которого соединен с входом первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, и генератор-опорной часто.ты, выход которого подключен к так- 2о товому входу первого триггера, о т37 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй триггер, второй ключ и запоминающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая - с выходом первого ключа и через второй ключ с вторым входом интегратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом нульоргана и первым входом второго триггера, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и управляющим входом первого триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США и 3022469, кл. 332-.14, 1961. 2. Контрольно-измерительная техника, Экспресс-информация. 1977, И . 36, с. 11, рис. 1д (прототип . ВНИИПИ Заказ 7317/75 Тираж 959 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 
