SU1615754A1 - Квадратичный преобразователь напр жени в частоту - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам, предназначенным дл  преобразовани  электрических сигналов по квадратичному закону и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности. Квадратичный преобразователь напр жени  в частоту содержит двупол рный источник тока 1, переключатель 2, интегрирующий конденсатор 3, операционный усилитель 4, первый и второй масштабные резисторы 5, 6, повторитель напр жени  7, разделительный конденсатор 8, третий и четвертый масштабные резисторы 9, 10, шину нулевого потенциала 11, вход 12, выход 13. Работа устройства основана на интегрировании суммы входного медленно измен ющегос  напр жени  и высокочастотного напр жени , обусловленного зар дом интегрирующего конденсатора 3 током источника 1. 2 ил.

Description

О5

:л

СП

4

Изобретение относитс  к устройст- , вам, предназначенным дл  преобразовани  электрических сш налов по квадратичному закону, и может быть исполь- зовано в аналоговых вычислительньпс машинах.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг.1 изображена функциональна  схема квадратичного преобразовател  напр жени  в частоту:, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов.

Схема содержит двупол рный источник 1 тока, переключатель 2, интегри- рующий конденсатор 3, операционный усилитель 4, первый   второй масштабные резисторы 5 и 6, повторитель 7 напр жени , разделительный конденсатор 8, третий и четвертый масштабные резисторы. 9 и 10, шину 11 нулевох о потенциала, вход 12, выход 13.

Устройство работает следующим -образом .

Предположим, что напр жение на входе 12 отсутствует. Пусть на вход порогового элемента, образованного 1 операционным усилителем 4 и первым и: вторым масштабными резисторами 5 и 6, подано пороговое напр жение от- рицательйой пол рности, а переключатель 2 находитс  в положиении, изображенном на фиг,1, В этом случае происходит зар д интегрирующего конденсатора 3 посто нным током двупол рно- го источника 1 тока. Напр жение на входе повторител  7 напр жени  (фиг,26) измен етс  линейно (зар д идет посто нным током) до момента равенства напр жени  пороговому уров ню,.В момент равенства напр жени  пороговому напр жению срабатывает пороговый элемент. В результате измен етс  пол рность порогового напр жени , а переключатель 2 переводитс  в положение, противоположное изображенному на фиг, 1. Происходит процесс перезар да повторител  интегрирунлдег конденсатора 3 током с другого выход двупол рного источника 1 тока, при этом напр жение на входе повторител  7 напр жени  измен етс  также линейно , но в противоположную сторону до момента равенства его пороговому напр жению , Б момент равенства вновь-- срабатывает пороговый элемент, изме- 1.ШЯ тем самым пол рность порогового напр жени  и переключа  переключатель 2.

где

Т-6

и,

Далее цикл работы повтор етс . аким образом, цикл работы состоит из вух тактов, в первом такте переклюатель 2 находитс  в нижнем положении , пороговое напр жение отрицательно , во втором такте переключатель 2 находитс  в верхнем положени1, пороговое напр жение положительно.

Частота следовани  импульсов на выходе 13 в отсутствие напр жени  на входе 12  вл етс  начальной частотой и определ етс  выражением

f . о 4UnC

ток двупол рно1 о источника 1 тока;

пороговое напр жение на неинвертирующем входе операци- 1 онного усилител  4; С - емкость интегрирующего конденсатора 3.

Пусть на входе 12 действует переменное напр жение (фиг.2а) . Вследст--; вие равенства потенциалов на инверти- рук цем и неинвертирующем входах операционного усилител  4. на интегрирующем конденсаторе 3 присутствует составл юща  напр жени , пропорциональна  напр жению на входе 12,

На входе повторител  7 напр жени  происходит суммирование интегрированного входного напр жени  и пилообразного напр жени  (фиг,2в), формируемого зар дом интегрирующего конденсатора 3 опорным током. В остальном ра- работа-не отличаетс  от работы при отсутствии напр жени  на входе 12, Частота импульсов на выходе 13 (фиг,2г) в присутствии напр жени  на входе 12 описываетс  выражением

f fo-SU|,

где S - коэффициент преобразовани ; и )( - напр жение на входе 12, Коэффициент преобразовани  равен

1

4U i;TR ; R4)C

где R,,R величины сопротивлени  третьего и четвертого масштабных резисторов 9 и 10.

Дл  интегрировани  напр жени  с входа 12 и опорных токов двупол рного источника 1 тока используетс  только интегрирующий конденсатор 3. Дл  обеспечени  линейного интегрировани  токов и напр жени  одним и тем же интегрирующим конденсатором 3 используетс  совокупность повторител  7 напр жени  и разделительного конденсатора 8. Действительно, напр жение с входа 12 интегрируетс  линейно с посто нной интегрировани , определ емой интегрирующим конденсатором 3 и суммой третьего и четвёртого масштабных резисторов 9 и 10, шунтирующих интегрирующий конденсатор 3. Это достигаетс  за счет повторител  7 напр жени  и разделительного конденсатора 8. Через разделительный конденсатор 8 проходит только высокочастотна  составл юща  сигнала, присутствующа  на первой обкладке интегрирующего конденсатора 3 (фиг,2), Этой составл ющей  вл етс  пилообразное напр жение (результат интегрировани  разно - пол рных токов) . Таким образом, в точке соединени  разделительного конденсатора 8 и третьего и четвертого масштабных резисторов 9 и 10 присутствует это пилообразное напр жение (фиг.2в). Равенство потенциалов, возникающих на первой обкладке интегрирующего конденсатора 3 и в указанной точке соединени  разделительного конденсатора 8, исключает возможност ответвлени  токов в цепь, образованную третьим и четвертым масштабными резисторами 9 И 10, что обеспечивает линейность интегрировани  токов.

I

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Квадратичный преобразователь нац- р жени  в частоту, содержащий двупо

   10

   15754

   л рный источник опорного тока,первый и второй выходы которого подключены к входам переключател , выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилител , выход которого подключен к управл ющему входу переключател  и  вл етс  выходом преобразовател , первые выводы первого и второго масштабных резисторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилител , к выходу которого подключен второй вьтод второго масштабного резистора, повторитель напр жени , выход которого соединен с первой обкладкой разделительного конденсатора, интегрирующий конденсатор , перва  обкладка которого подключена к входу повторител  напр жени , третий масштабньй резистор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введен четвертый масштабный резистор, первый вьшод которого соединен с входом повторител , напр жени , второй вывод четвертого масштабного резистора подключен к первому выводу третьего масштабного резистора и к второй обкладке разделительного конденсатора, инвертирующий вход операционного усилител  соединен с входом повторител  напр жени , втора  обкладка интегрирующего конденсатора и второй вывод третьего масштабного резистора лючены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого масштабного резистора  вл етс  входом преобразовател  .

   15

   20

   25

   30

   35