Преобразователь емкости и сопротивления в интервал времени

 

Изобретение относится к инфор мационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение схемы преобразователя . Для этого в него введены блок управления и клеммы для подключения резисторов. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения , конденсаторы 2 и 3, времязадающий резистор 4, усилители 5 и 6, компаратор 7, ключи 8, 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, резисторы 12 и 13, блок 14 управления . 1 ил. .г 1C 00 со 4 to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,SU„„

2 А (594 G 01 R 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j I3,.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3728208/24-21 (22) 18. 04.84 (46) 15.03.86. Бюл, N- 10 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Л.И.Волгин, А.И.Зарукин и Ю.Г.Тетенькин (53) 621.317.335(088.8) (56) Шляндин В.M. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.

М.: Высшая школа, 1973, с. 280.

Авторское свидетельства СССР

В 456362, кл. Н 03 К 13/20, 04.02.1972. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение схемы преобразователя. Для этого в него введены блок управления и клеммы для подключения резисторов. Преобразователь содержит источник 1 опорного напряжения, конденсаторы 2 и 3, времязадающий резистор 4, усилители 5 и

6, компаратор 7, ключи 8, 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, резисторы 12 и 13, блок 14 управления. 1 ил.

30 и

f, U.d (2) к с

"=к -с О

3 .1218

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть йспользовано для построения цифровых измерительных приборов.

Цель изобретения — повьппение

5 быстродействия и упрощение схемы преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит источник . 10

1 опорного напряжения, конденсатор

2, конденсатор 3, времязадающий резистор 4, первый 5 и второй 6 усилители, компаратор 7, первый 8, второй

9 и третий 10 ключи, генератор тактовых импульсов 1.1, первый 12 и второй 13 последовательно соединенные резисторы, блок .14 управления.

Причем выход источник 1 опорного напряжения соединен с неподвижным контактом ключа 8, другой его неподвижный контакт соединен с выходом операционного усилителя 6. Резистор

12 включен между входом и выходом усилителя 6, резистор 13 соединен с выходом источника 1 опорного напряжения и с входом усилителя 6, подвижный контакт ключа б через время-:, задающий резистор 4 соединен с входом усилителя 5, соединенным с неподвижными контактами ключей 9 и 10, другие неподвижные контакты которых соединены с общей шиной устройства, а их подвижные контакты через первый 2 и второй 3 конденсаторы соединены с выходом усилителя 5 и входом компаратора 7, выход которого сое- динен с первым входом блока 14 управления, другой вход которого соединен с выходом генератора 11 тактовых импульсов, а выход блока 14 управления соединен с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Цикл преобразования состоит из двух тактов.

В начале первого такта с приходом тактового импульса с генератора 11 в момент времени t блок 14 управления переводит ключи 8-10 в нижнее положение. При этом в помощью ключа

8 опорное напряжение Uq источника 1, инвертированное с помощью усилителя

6, подается на вход усилителя 5 и начинается его интегрирование. Коэффициент передачи усилителя 6 определяется отношением резисторов 12 (R ) и 13 (R<), т. е. U = - UoR,/К .

342 2

По окончании фиксированного интервала времени t = t„ t, задаваемого генератором 11 тактовых импульсов, выходное напряжение U,(t„ ) усилителя 5 описывается выражением

t1

U (t) = — U,dt =+- " — "t

1 " R U

КС, ) R RÑ; о (1) где R — сопротивление времязадаощего резистора 4, С, — емкость конденсатора 2.

В момент времени t„. блок 14 управления переводит ключи 8-10 в верх. нее положение и начинается второй такт преобразования. Усилитель 5 начинает интегрировать опорное напряжение источника 1, поданное на его вход с помощью ключа 8.

В связи с тем,- что усилитель 5 охвачен глубокой отрицательной обратной связью и имеет большой коэффициент усиления К, потенциал на

его входе можно считать равным нулю — "виртуальная земля". Поэтому переключение конденсатора 2 со входа усилителя 5 на общий провод устройства и переключение конденсатора 3 с общего провода на вход усилителя 5 не изменит потенциалов на этих конденсаторах и на выходе усилителя 5.

В течение второго такта преобразования t„ — t„ = t выходное напряI. жение усилителя 5

"() =" (") -кс

=U(t) — — (t — t) Uo

У где С2 — емкость конденсатора 3, будет. осуществлять принудительный разряд конденсатора 2. В момент времени t выходное напряжение U„(t) усилителя 5 достигнет порога срабатывания компаратора 7. В связи с тем, что потенциал опорного входа компаратора 7 равен нулю, цикл преобразования заканчивается при полном разряде конденсатора 2, т.е.

Б„(п. ) = О. Учитывая (1) и (2), длительность второго такта преобразования пропорциональна преобразуемому параметру К или С.

1218342

Rx и = шйR о, о

Составитель Н.Кринов

Редактор Н.Горват Техред О.Неце Корректор С.Черни

Заказ 1129/54 Тираж 730 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При работе устройства в режиме преобразования емкости в интервал

С времени t = m t где m, = о

= К„/R, С = С„и С„= С . В случае преобразования сопротивления в инвервал времени где m = С /С,, R„= R„, R = к

Формула изобретения

Преобразователь емкости и сопро-. тивления в интервал времени, содержащий источник опорного напряжения, компаратор, конденсатор, времязадающий резистор, первый и второй усилители, вход и выход первого усилителя соединены соответственно с первым выводом времязадающего резистора и с одним выводом конденсатора, соединенного с сигнальным входом компаpampa, первый, второй и третий ключи преобразователя, генератор тактовых импульсов, клеммя для подключения конденсатора, о т л и ч а ю—

I. шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения схе- мы преобразователя, в него введены блок управления, клеммы для подклю5 чения резистора, которые через резистор соединены с выходом второго усилителя и источником опорного напряжения, общий вывод резистора и одной из клемм подсоединен- к входу второго усилителя, два неподвижных контакта первого ключа соединены соответственно с источником опорного напряжения и с выходом второго усилителя, а подвижный контакт соеди15 нен с вторым выводом времязадающего резистора, подвижные контакТы второго и третьего ключей соответственно соединены с другим выводом конденсатора и через конденсатор, подклю20 ченный к клеммам, с выходом первого усилителя, а неподвижные контакты попарно соединены с входом первого усилителя, с общим проводом преобразователя.и с опорным входом

25 компаратора, выход которого соединен с первым входом, а генератор тактовых импульсов - с вторым входом блока управления .