Преобразователь частота - напряжение
ОП И САН ЙЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
394725
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. б 01г 23. "6
Заявлено 02.Х11.1968 (№ 1287900/18-10) с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Приоритет
Опубликовано 22.Ч111,1973. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 18,1.1974
УДК 621.317.761(088.8) Авторы изобретения
О. Н. Мельников, И. И. Альтерман и Л. М, Глухих
Специальное конструкторское бюро «Уралчерметавтоматика»
Заявитель
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА — НАПРЯЖЕНИЕ
ЛУ,, =U
С,+С, 15
Изобретение относится к области электроизмерительной техники.
Известный преобразователь частота — напряжение, содержащий формирователь прямоугольных импульсов, зарядный конденсатор, два диода, конденсатор фильтра и катодный,повторитель, характеризуется пониженным быстродействием и суженным ча стотным диапазоном.
Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что он снабжен транзистором, стабилитроном, накопительным конденсатором и нелинейным балластным сопротивлением, включенным между точкой соединения первых обкладок конденсатора фильтра и на копительного конденсатора и эмиттером транзистора, база которого подключена ко второй обкладке накопительного конденсатора и связана через стабилитрон с точкой соединения коллектора транзистора и второй обкладки конденсатора фильтра .
Такое выполнение устройства позволяет повысить его быстродействие и расширить ч а сто тны и ди а п а зон.
Блок-схема описываемого устройства приведена на чертеже.
Преобразователь состоит из формирователя
1 прямоугольных импульсов, зарядного конденса тора 2, диодов 3 и 4, конденсатора фильтра 5, транзистора 6, стабилитрона 7, накопительного конденсатора 8, нелинейного балластного сопротивления 9 и катодного повторителя 10.
Преобразователь работает следующим сбразом.
Прямоугольные импульсы с амплитудой Up с выхода формирователя 1,подаются íà:арядный конденсатор 2. В каждый отрицательный полупериод напряжения конденсатор 2
10 заряжается через диод 8, а в положительный полупериод через диод 4 отдает свой заряд конденсатору фильтра 5, поднимая его напряжение на где С2 и Са — емкости, конденсаторов 2 и 5, а
Uc,— приращение напряжения на конденсаторе 5. ,При,подъеме напряжения на конденсаторе
5 стабилитрон 7 отпирается, и конденсатор 8 заряжается до напряжения:
25 где Uc,— напряжение на конденсаторе 5, а
Г„ — напряжение пробоя стабилитрона 7.
Напряжение на балластном сопротивлении
9, практически равное напряжению на базе
30 транзистора 6, т. е. напряжению на конденса394725 1вых — ст
1
Рд/х
Типография, пр. Сапунова, 2 торе 8, создает в балластном сопротивлении
9 ток, равный:
У
1==
RG где RI; — сопротивление балластного сонротйвления 9.
Конденсатор 5 начинает разряжаться постоянным током, равным 1, т. е. коллекторным током транзистора. В течение большой доли периода конденсатор 8, емкость которого олизка емкости конденсатора 5, разряжается базовым током транзистора, т. е. токо» в раз меньшим (где I1 — коэффициент усиления транзистора по базе) тока разряда конденсатора 5,;и напряжение на нем !практически остается постоянным, т. е. остается пост05I:Iным ток в балластном сопротивлении 9. Ко!!Деliсатор 5 продолжает разp11ж атис;i линейно до тех пор, пока напряжение:1а lie» пе станет равным напряи ения на конде;1саторе 8. С этого момента транзистор перестает усиливать, и конденса1торы 5 и 8 пачипа1ог разряжаться параллельно через транзистор на общую нагрузку 9.
;Напряжение на конденсаторе 8 и балластном сопротивлении 9 резко снижается до прихода следующего положительного полупериода, когда процесс повторяется.
Напряжение U»,x на балластном сопротивлении 9, равное Uc, подается па сетку катодного повторителя 10, с катода которого снимается выходное напряжение, а также напряжение положительной обратной связи, подаваемое на диод 8 с целью обеспечения линейности преобразователя в широком IH2 назоне частот. !
При изменении частоты, например пр:i ее увеличении, очередной импульс придет раньше, конденсатор 5 зарядится до более высокого напряжения (так как к моменту прихода импульса он пе успел разрядиться) и через стабилитрон 7 поднимет па соответствующую величину па1пряжепие í l конденсаторе 8, увеличив тем самым выходной ток.
Если при снижении частоты очередной импульс придет с запаздыванием па величину
AT, то в течение интервала AT конденсатор 5 продолжает разряжаться. Так как его напряжен ие уже не превышает напряжения на кондснсаторе Р, то они разряжаются совместно, И В1ятолнпй тОК СООтВЕтСтВЕППО УМЕНЬШаЕтСЯ.
Дл11 завершения отработки преобразователя за они!! период при изменении частоты дол хкно бы гь выполнено следу1ощее соотношение:
ПРи зна1ениЯх U»,x ) с1с, пеРеходный пРопесс затягивается, IIPH 0,5 Уст (с вых ( (U<, переходный процесс становится колебательным и за1туха11ощим, т. е. тоже затягивается, H при значениях Up,.„- (0,5 Ус, возIIII Yае" кол еоательпый режим.
15 При значениях U».x. лежащих в интервале
3 — вт < вы,.- 2 - ... переходный процесс практически завершается за несколько периодов, а соответствующий частотный диапазон равен
20 трем.
При,применении в качестве балластного сопротивления нелинейного сопротивления с чольтамперной характеристикой вида
Usbrx (Câ+ C5j
А стс переходные процессы в преобразователе будут завершаться практически за олин период текущего значения частоты, а частотный диапазон преобразователя может бы гь получе порядка 1: 100 — 1: 500.
Предмет изобретения
Преобразователь частота — напряжение, со35 держащий формирователь прямоугольных импульсов, зарядный конденсатор, два диода, конденсатор фильтра и катодный повторитель, отлиаа1оыийся тем, что, с целью .повышения быстродействия и расширения частот40 ного диапазона, он снабжен транзистором, стабилитропом, накопительным конденсатором и нелинейным балластным сопротивлением, вкл1очеппым между точкой соединения первых обкладок конденсатора фильтра и на45 копительного конденсатора и эмиттером транзистора, база которого подключена Ко второй обкладке:1акопительпого конденсатора и связана через стабилитрон с точкой соединения коллектора транзистора и второй обкладки
50 конденсатора фильтра.
ЦНИИПИ Заказ 3687 8
Изд. ¹ 1932 Тир. 755 Подписнос
