Преобразователь напряжения в интервал времени

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий интегратор , вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к входу компаратоjpa ,модулятор входного напряжения, первый вход которого соединен с входной шиной , а второй вход - с выходом блока управления, отличающийЕ€ : ОЛг-ЛЯ I t ; : -- I iJ; -:-:::.Ли; . ;.. Ut. . . .. -;- f г- /:L с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, два конденсатора , дифференциатор, выполненный на операционном усилителе, третьем конденсаторе и резисторе в цепи отрицательной обратной связи, при этом вход дифференциатора подключен к выходу модулятора входного напряжения, выход - к второму входу компаратора, выход которого соединен с входом источника опорного напряжения и входом блока управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с инверсным входом операционного усилиi теля дифференциатора, первый и второй выходы - соответственно через СП первый и второй конденсаторы с выходом операционного усилителя дифференциатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NNNIIHO

РЕСПУБЛИК

Ogl (И1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 351 0097/18-21 (22) 09.11,82 (46),23,02. 84. Вюл, Р 7 .(72) B В. Гаухштейн и В.Р. Гольдберг (53) 681.325(088.8) (56) 1. Иартяшин и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерений. М., Энергия, 1976, с. 65-67.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 445983, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототип). (54)(57) ПРЕОВРАЭОВАТЕЛЬ HMIPHXXEHHR

В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий ин,тегратор, вход которого подключен к

;выходу источника опорного напряжения, а выход - к первому входу компаратора,модулятор входного напряжения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход » »с выходом блока управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, два конденсатора, дифференциатор, выполненный на операционном усилителе, третьем конденсаторе и резисторе в цепи отрицательной обратной связи, при этом вход дифференциатора подключен к выходу модулятора входного напряженйя, выход — к второму входу компаратора, выход которого соединен с входом источника опорного напряжения и входом блока управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с инверсным входом операционного усилителя дифференциатора, первый и второй выходы — соответственно через первый и второй конденсаторы с выходом операционного усилителя дифференциатора.

1075404

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и используется при разработке прециэи1 онных цифровых вольтметров и амперметров для измерения действующего значения напряжения или тока при искаженной форме сигнала.

Известен преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий в качестве основных узлов модулятор входного напряжения, источник опорно- 10 го напряжения, интегратор, блок сравнения (компаратор) и схему управления (lj .

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее интегратор, вход которого подключен к выходу источника опорного напряже- -0 ния, а выход - к первому входу компаратора, модулятор входного напряжения, первый вход которого подключен к входной шине, а второй вход— к выходу блока управления (2) .

Недостатком известного устройства является ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей преобразователя за счет получения корнеизвлекающей Функции преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в интервал времени, содержащий интег- 35 ратор, вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к первому входу компаратора, модулятор входного напряжения, первый вход которого соединен с входной 40 шиной., а второй вход — с выходом блока управления, введены переключатель, два конденсатора, дифференциатор, выполненный на операционном усилителе, третьем конденсаторе и 45 резисторе в цепи отрицательной об ратной связи, при этом вход дифференциатора подключен к выходу модулятора входного напряжения, выходк второму входу компаратора, выход которого соединен с входом источника опорного напряжения и входом блока управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен инверсньм входом операционного усилителя дифференциатора, первый и второй выходысоответственно через первый и второй конденсаторы с выходом операционного усилителя дкфференциатора.

На Фиг. l представлена функци- 60 ональная электрическая схема преобразователя) на фиг. 2 - эпюры напряжений в его схеме.

Устройство (Фиг. 1) содержит интегратор l, выход которого подключен к первому входу компаратора

-2, выход которого через источник

3 опорного напряжения подключен к входу интегратора 1, модулятор 4 входного напряжения, первый вход которого подключен к входной шине преобразователя, управляющий вход через блок 5 управления подключен к выходу компаратора 2, а выход через конденсатор 6 подключен к инвертирукщему входу операционного усилителя 7, в цепь отрицательной обратной связи которого включен резистор 8, причем элементы 6-8 в совокупности образуют дифференцнатор 9.

Параллельно резистору 8 через двухпозиционный переключатель 10 включены конденсаторы 11 и 12. Управляющий вход двухпоэиционного переключателя 10 подключен через блок 5 . управления к выходу компаратора 2.

Неинвертирующий вход операционного усилителя 7 соединен с шиной преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение Оз„постоянного тока, промодулированное модулятором 4< управляемым импульсами напряжения прямоугольной формы от блока 5 управлеция, поступает через конденсатор 6 на, инвертирующий вход операционного усилителя 7.

Двухпозиционный переключатель 10 работает таким образом, что в течение одного полупериода промодулированного входного напряжения к инвертирующему,входу операционного усилителя 7 подключен конденсатор 11, а в течение другого полупериода — конденсатор 12. Благодаря такому включению цепи, обратной связи операционного усилителя 7 конденсаторы 11 и 12 заряжаются током равной величины и противоположного направления.

Среднее за время одного полупериода модулированного напряжения значение тока 1, протекающего через конденсатор 6, равно

2нвв cs (1) . где С вЂ” величина емкости конденсатора 61

"gg — входное напряжение преобра; зователя1

Т вЂ” период изменения модулированного напряжения.

Когденсаторы 11 и 12, включенные через двухпозиционный переключатель

10 параллельно резистору 8 обратной связи, выполняют функцию динамического фильтра, благодаря которому на выходе операционного усилителя 7 вырабатыва ется напряжение ((. прямоугольной форьы, амплитудное значение которого равно

0-Z ВО (2) з т axe

107 5404 (3) UðT 2С Я

B)L

10 (4) где R — величина сопротивления ре8 эистора 8.

Это напряжение поступает на второй вход компаратора 2, на первый вход которого поступает линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 1, на вход которого подается опорное напряжение Ц с выхода источника

3 опорного биполярного напряжения.

В момент равенства линейно изменяющегося выходного напряжения интегратора и напряжения U» на выходе операционного усилителя 7, поступающих на входы компаратора 2, последний изменяет свое состояние, изменяя полярность опорного напряжения Ор, и через блок 5 управления изменяет состояние модулятора 4 входного напряжения и двухпозиционного переключателя 10. При этом изменяется направление изменения напряжения на выходе интегратора 1, подключается через двухпоэиционный переключатель

10 другой конденсатор в цепи обрат-; ной связи операционного усилителя 7 и изменяется полярность его выходного напряжения 0» . Дальше процесс работы периодически повторяется.

Эпюры напряжений в схеме преобразователя представлены на фиг. 2: а) входное напряжение, б) модулированное напряжение, в) напряжение на выходе дифференциатора, г) выходное напряжение интегратора, д) опорное

ВНИИПИ Заказ 515/49

Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 напряжение, е) напряжение на выходе компаратора.

Период Т изменения выходного напряжения компаратора, являющегося выходом преобразователя, равен

5 с„R,C — постоянная времени интегратора 1.

Таким образом, благодаря включению в схему преобразователя напряжения в интервал времени, использующего метод модуляции входного напряжения и реализующего линейную функцию преобразования, дифференциатора и динамического фильтра, состоящего из управляемого двухпозициоииого переключателя и двух конденсаторов реализовано устройство, обеспечивающее возможность выполнения операции извлечения квадратного корня, т.е. расширены функциональные возможности преобразователя °1