SU760441A1 - Voltage-to-frequency converter - Google Patents
Voltage-to-frequency converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU760441A1 SU760441A1 SU782666317A SU2666317A SU760441A1 SU 760441 A1 SU760441 A1 SU 760441A1 SU 782666317 A SU782666317 A SU 782666317A SU 2666317 A SU2666317 A SU 2666317A SU 760441 A1 SU760441 A1 SU 760441A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- generator
- input
- output
- voltage
- trigger
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для использования в цифровых измерительных приборах, устройствах автоматического управ- 5 ления, в системах сбора й обработки информации.The invention relates to information-measuring technology and is intended for use in digital measuring devices, automatic control devices, and in systems for collecting information processing.
Известно .устройство для преобразования напряжения в частоту, содержащее интегратор, детектор уровня и Ю цепь формирования импульса обратной связи [ΐ] .A device for converting voltage into a frequency is known, which contains an integrator, a level detector and a U feedback feedback loop [ΐ].
Недостатком известного устройства является относительно невысокая стабильность передаточной харак- 15 теристики, вследствие нестабильности амплитуды и длительности импульса обратной связи,A disadvantage of the known device is the relatively low stability of the transfer characteristic, due to the instability of the amplitude and duration of the feedback pulse,
Найболее близок к предлагаемому преобразователь напряжения в частоту,20 содержащий интегратор на операционном усилителе, выход которого через коМ'паратор соединен с 1)- входом тактируемого Р - триггера, генератор тока, выход которого через первый и 25 второй ключи соединен с входом интегратора и с общей шиной, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактирующему входу Ртриггера, причем управляющие выходыClosest to the proposed voltage-to-frequency converter, 20 that contains an integrator on an operational amplifier, the output of which is connected via a commator to 1) —the input of a clocked P-trigger; common bus, and a clock pulse generator, the output of which is connected to the clocking input of the Rtrigger, and the control outputs
22
ключей подключены к прямому и инверсному выходам триггера [2] ,keys are connected to the direct and inverse outputs of the trigger [2],
Недостаток этого устройства заключается в невысокой стабильности передаточной характеристики, например, при изменении температуры окружающей среды.The disadvantage of this device lies in the low stability of the transfer characteristic, for example, when the ambient temperature changes.
Цель изобретения — повышение стабильности передаточной характеристики преобразователя.The purpose of the invention is to increase the stability of the transfer characteristics of the Converter.
Поставленная цель достигаете^ тем, что в известном преобразователе напряжения в частоту, содержащем ин-, тегратор, выход которого через компаратор соединен с Р- входом .Ртриггера, генератор тока, выход которого через первый й второй ключи соединен со входом интегратора и с общей шиной, и генератор тактовых импульсов/ выход которого подключен к тактирующему входу Р- триггера, причем управляющие входы ключей соединены с‘прямым и инверсным выходамиThe goal is achieved by the fact that in a known voltage-to-frequency converter containing an integrator, the output of which is connected via a comparator to the P input. The trigger is a current generator whose output through the first and second keys is connected to the integrator's input and to the common bus. , and the clock pulse generator / output of which is connected to the clock input of the P flip-flop, and the control inputs of the keys are connected to the direct and inverse outputs
Р — триггера,'генератор тактОвых импульсов выполнен.на генераторе опорной частоты, управляемом генераторе и смесителе, причем выходы генератора опорной частоты и управляемого „ генератора соединены со* входами смесителя, а дополнительный выход ге3P - trigger, the clock pulse generator is made on the reference frequency generator controlled by the generator and mixer, the outputs of the reference frequency generator and the controlled generator are connected to the mixer inputs, and the auxiliary output r3
4four
ίί ί. -,’760441ίί ί. -, ’760441
• А ·• BUT ·
нератора тока соединен с управляющим входом управляемого генератора.'The current generator is connected to the control input of a controlled generator. '
яа чертеже приведена функциональная электрическая схема преобразователя напряжения в частоту.The drawing shows the functional electrical circuit of the voltage-to-frequency converter.
Преобразователь напряжения в частоту содержит интегратор 1, выполненный на операционном усилителе 2 и интегрирующем конденсаторе 3, выход которого через компаратор 4 соединен с Т> — входом ТЭ— триггера 5, генератор 6 тока, выполненный на резисторах 7,8,9 и 10, стабилитроне 11, операционном усилителе 12 и транзисторах 13 и 14, выход которого через первый 15 и второй 16 ключи соединен со входом интегратора 1 и с общей шиной 17, причем управляющие входы первого 15 и второго 16 ключей подключены к прямому и инверсному выходам Έ— триггера 5‘, и генератор 18 тактовых импульсов, выполненный на генераторе 19 опорной частоты и управляемом генераторе 20, выходы которых соединены со входами смесителя .21,'. выход которого соединен со входом фильтра 22, выход которого соединен с тактирующим входом ϊ>— триггера 5, причем дополнительный выход генератора 6 тока соединен с управляющим входом управляемого генератора 20, входную.шину 23 и шину 24 отрицательного источника питания.The voltage to frequency converter contains an integrator 1, made on an operational amplifier 2 and an integrating capacitor 3, the output of which through a comparator 4 is connected to T> - TE input — trigger 5, current generator 6, made on 7,8,9 and 10 resistors 11, operational amplifier 12 and transistors 13 and 14, the output of which through the first 15 and second 16 keys is connected to the input of the integrator 1 and to the common bus 17, and the control inputs of the first 15 and second 16 keys are connected to the direct and inverse outputs — trigger 5 ', and 18 tact generator s pulse generator 19 provided at the reference frequency and a controlled oscillator 20, whose outputs are connected to inputs of a mixer .21 '. the output of which is connected to the input of the filter 22, the output of which is connected to the clock input ϊ> - flip-flop 5, and the additional output of the current generator 6 is connected to the control input of the controlled generator 20, the input bus 23 and the bus 24 of the negative power source.
Преобразователь напряжения в частоту работает следующим образом.Converter voltage to frequency works as follows.
При подаче на вход интегратора 1 сигнала положительной полярности напряжение на выходе операционного усилителя 2 линейно убывает, и при достижении порога отпускания компаратора 4 на .13 - вход 5Э - триггера 5 поступает импульс, который переводит Т> - триггер 5 в ждущий режим. При поступлении очередного тактового импульса от генератора 18 тактовых импульсов 13— триггер 5 срабатывает, и импульс, равный по длительности величине, обратной частоте тактовых импульсов, поступая на управляющий вход первого ключа 15, замыкает его, при этом размыкается второй ключ 16, и генератор 6 тока подключается ко входу интегратора 1. Начинается разряд интегрирующего конденсатора 3 постоянным током. Напряжение на 'выходе, операционного 'усилителя 2 увеличивается, и при достижении порога срабатывания компаратора 4 13 - триггер 5 переходит в ждущее состояние. При поступлении очередного тактового импульса от генератора 18 тактовых импульсов р- триггер 5 срабатывает, размыкается первый ключ 15 и замыкается второй ключ 16, Начинается вновь заряд интегрирующего кондеис««· тора 3, и цикл преобразования повторяется.When a positive signal is applied to the input of the integrator 1, the voltage at the output of the operational amplifier 2 decreases linearly, and when the comparator 4 is released, the input 5E - trigger 5 receives a pulse, which translates T> - trigger 5 into the standby mode. Upon receipt of the next clock pulse from the generator 18 clock pulses 13 — trigger 5 is triggered, and a pulse equal in duration to the reciprocal of the frequency of the clock pulses, acting on the control input of the first key 15, closes it, and the second key 16 opens. current is connected to the input of the integrator 1. The discharge of the integrating capacitor 3 with a direct current begins. The voltage at the output of the op-amp 2 increases, and when the threshold of the comparator 4 13 is reached, the trigger 5 goes into the standby state. When the next clock pulse arrives from the generator 18 clock pulses p-trigger 5 is activated, the first key 15 is opened and the second key 16 is closed, the charging of the integrating condeis «« · torus 3 begins again, and the conversion cycle is repeated.
Ввиду того, что выходная частота устройства прямо пропорциональна час* тоте тактовых импульсов и обратно пропорциональна величине разрядного тока, при изменениях величины тока _ получение стабильной характеристики 5 преобразования достигается осуществлением прямо пропорциональной за-, висимости между величиной разрядного тока и частотой тактовых импульсов посредством использования генератора 18 тактовых импульсов, управляемого напряжением, и генератора 6 тока с дополнительным выходом.Due to the fact that the output frequency of the device is directly proportional to the hour * of the clock pulses and inversely proportional to the magnitude of the discharge current, with changes in the current _ a stable conversion characteristic 5 is achieved by implementing a directly proportional relationship between the magnitude of the discharge current and the frequency of the clock pulses by using a generator 18 clock pulses, voltage controlled, and a current generator 6 with an additional output.
При нестабильности разрядного тока входной управляющий сигнал генератора тактовых импульсов изменяется по отношению к номинальному значению на относительную величину, определяемую нестабильностью величины разрядного тока, причем характер зависимости таков, что при увеличении разрядного тока увеличивается и частота генератора тактовых импульсов,If the discharge current is unstable, the input control signal of the clock pulse generator changes relative to the nominal value by a relative value, determined by the instability of the discharge current value, and the dependence character is such that as the discharge current increases, the frequency of the clock pulse generator also increases.
Генератор тактовых импульсов, который задает стабильный по длительности импульс для разряда интегрирующего конденсатора, должен обладать высокой стабильностью частоты, что достигавтой применением кварцевых резонаторов. Однако эти генераторы имеют существенно нелинейную характеристику преобразования и узкий диапазон входных управляющих сигналов, что не позволяет использовать эти устройства в качестве преобразователей напряжения в частоту.The clock pulse generator, which sets a pulse that is stable in duration for discharging an integrating capacitor, must have a high frequency stability, which is achieved by using quartz resonators. However, these generators have a substantially non-linear conversion characteristic and a narrow range of input control signals, which prevents their use as voltage-to-frequency converters.
А малая девиация частоты не позволяет использовать их в качестве генератора 18 тактовых импульсов, управляемого напряжением.A small frequency deviation does not allow to use them as a generator of 18 clock pulses, voltage controlled.
Использование двух генераторов с кварцевой стабилизацией частоты: генератора 19 опорной частоты и управляемого генератора 20, смесителя 21 и фильтра 22, который выделяет разностную частоту генераторов 19 и 20, позволяет получить высокостабильный генератор тактовых импульсов, управляемый напряжением, с необходимой величиной девиации выходной частоты.The use of two oscillators with quartz frequency stabilization: a reference frequency generator 19 and a controlled oscillator 20, a mixer 21 and a filter 22, which allocates the difference frequency of oscillators 19 and 20, allows to obtain a highly stable voltage controlled oscillator with the required output frequency deviation.
Стабилизация характеристики преобразования достигается тем, что при изменении из-за дестабилизирующих факторов тока коллектора транзистора 13 (разрядный ток) также меняется ток коллектора согласованного тран'зиётора 14, и на резисторе 9 появляется напряжение, пропорциональное этому току. Напряжение на резисторе 9 является управляющим для генератора 18 тактовых импульсов, который пропорционально изменению напряжения, а . значит й разрядному току, изменяет частоту тактовых импульсов. Поэтому выходная частота преобразователя напряжения в частоту остается постоянной при воздействии дестабилизирующих факторов.The stabilization of the conversion characteristic is achieved by the change in the collector current of the matched transistor 14 due to the destabilizing factors of the collector current of transistor 13 (discharge current), and a voltage proportional to this current appears on the resistor 9. The voltage on the resistor 9 is the control for the generator 18 clock pulses, which is proportional to the change in voltage, and. It means that the discharge current changes the frequency of the clock pulses. Therefore, the output frequency of the voltage-to-frequency converter remains constant when exposed to destabilizing factors.
10ten
1515
2020
2525
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
6060
760441760441
Таким образом, в предлагаемом преобразователе напряжения в частоту, повышается стабильность характеристики преобразования, приближаясь к стабильности генератора тактовых импульсов, в том числе в случае нестабильного генератора тока. При этом сохраняется линейность характеристики преобразования, свойственная известному устройству,Thus, in the proposed voltage-to-frequency converter, the stability of the conversion characteristic is increased, approaching the stability of the clock pulse generator, including in the case of an unstable current generator. This preserves the linearity of the conversion characteristic of a known device,
10ten
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782666317A SU760441A1 (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Voltage-to-frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782666317A SU760441A1 (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Voltage-to-frequency converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU760441A1 true SU760441A1 (en) | 1980-08-30 |
Family
ID=20786170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782666317A SU760441A1 (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Voltage-to-frequency converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU760441A1 (en) |
-
1978
- 1978-09-25 SU SU782666317A patent/SU760441A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6342817B1 (en) | Precision oscillator circuits and methods with switched capacitor frequency control and frequency-setting resistor | |
US4118696A (en) | Precision voltage to frequency converter for use in A/D converter | |
US4024414A (en) | Electrical circuit means for detecting the frequency of input signals | |
US4156871A (en) | Analog-to-pulse density converter | |
SU760441A1 (en) | Voltage-to-frequency converter | |
JPH0239133B2 (en) | ||
JP3532237B2 (en) | Voltage / frequency converter | |
EP0089158A2 (en) | Clock controlled dual slope voltage to frequency converter | |
KR840002172A (en) | Digital to analog converter | |
Jansson et al. | Linear, polynomial and exponential ramp generators with automatic slope adjustment | |
GB1213101A (en) | Improvements in or relating to electronic voltage to frequency converters | |
US3742379A (en) | Voltage to frequency converter | |
US5168247A (en) | Oscillator and voltage-to-frequency coverter employing the same | |
SU1012438A1 (en) | Pulse-time converter | |
SU767968A1 (en) | Voltage-to-code converter | |
SU682908A2 (en) | Analog-digital integrator | |
SU953724A1 (en) | Voltage (current) to frequency converter | |
US3559079A (en) | Nonlinear decoder | |
SU572919A1 (en) | Voltage-to-frequency signal converter | |
SU945983A1 (en) | Voltage to frequency converter | |
SU739557A1 (en) | Device for raising to power | |
KR910003924A (en) | Oscillator circuit | |
SU443461A1 (en) | Auto generator | |
SU523517A1 (en) | Waiting triangular pulse generator | |
RU2024195C1 (en) | Voltage-to-frequency changer |