177355. lajstromszámú szabadalom • Reciprok átviteli karakterisztikájú frekvencia-feszültség átalakító
3 1//355 4 vezérelt integrátorok bemenetéihez kapcsolódik, az 5 multiplexer pedig a 6 szűrő-leválasztó egységgel van összekötve, amelynek kimenete képezi az elrendezés kimeneti pontját. Az átalakító a bemenőjel négy periódusa alatt négy fázisban végzi el az átalakítást. A 2 és 3 vezérelt integrátorok ellenütemben működnek, és kimenetűket az 5 multiplexer felváltva kapcsolja a 6 szűrő-leválasztóra. Az első fázisban a 2 vezérelt integrátor kisül, a másodikban a 4 konstansáram- 10 generátorról az átalakítandó jel egy periódusával arányos feszültségre töltődik, a harmadik és negyedik fázisban a feltöltött 2 vezérelt integrátor kimenőfeszültsége változatlan, és a multiplexer ezt a 6 szűrő- leválasztóra kapcsolja. A másik 3 vezérelt 15 integrátorban a folyamat két fázissal eltolva játszódik le. A részletes működést az átalakító egy lehetséges kiviteli alakjának (2. ábra) ismertetésével, illetve a 3. ábra szerinti idődiagram segítségével magyaráz- 20 zuk. Az átalakító fB bemenetét a JF jelformáló bemenete képezi. A JF jelformáló K kimenete a négyes SZ számláló C bemenetére kapcsolódik. Az SZ számlálónak Qa. és Qg kimenetei a D állapotdekóder 1A, illetve 1B bemeneteire csatlakoznak. 25 Az eddigi egységek képezik az átalakító 1. ábra szerinti 1 vezérlőegységét. A D állapotdekóder KlV, K2V, K3V, K4V, K5V és K6V állapotdekóder-kimenetek csatlakoznak a kiviteli alak további részeihez. 30 A vezérelt integrátorok a következőkből állnak: az egyik vezérelt integrátor az Ml műveleti erősítőből, Cl kapacitásból és az analóg KI és K2 kapcsolókból, a másik vezérelt integrátor az M2 műveleti erősítőből, C2 kapacitásból és az analóg 35 K3, illetve K4 kapcsolókból áll. A 2. ábra szerint az. elrendezés egy IK konstansáram-generátort is tartalmaz. Az IK konstansáram-generátor a KI, illetve K3 kapcsolókon keresztül csatlakozik az Ml, illetve M2 műveleti erősítők bemenetére, a KI 40 kapcsolót a K1V, a K3 kapcsolót a K3V állapotdekóder-kimenetek vezérlik. A Cl és C3 kapacitások az Ml és M2 műveleti erősítők ki- és bemeneteire vannak kapcsolva, és a kapacitásokra párhuzamosan kapcsolódnak a K2, illetve K4 kap- 45 csolók. A K2 kapcsolót a K2V, a K4 kapcsolót a K4V állapotdekóder-kimenetek vezérlik. A műveleti erősítők kimenetei a K5 és K6 kapcsolókkal realizált kétbemenetü multiplexerre csatlakoznak, a K5 kapcsolót a K5V, a K6 kap- 50 esolót a K6V állapotdekóder-kimenetek vezérlik. A két kapcsoló közösített kimenete egy KSZ kimeneti szűrő-leválasztó egységre csatlakozik, ennek kimenete képezi az elrendezés kimenetét. A részletes működést a 3. ábra időfüggvényei- 55 nek segítségével magyarázzuk. Az ábrán a vízszintes tengely a t idő, a függőleges tengely vagy analóg feszültség amplitúdója, vagy logikai érték. A jelek rendre a következők: az fg bemenőjel, a jelformáló Ujk kimenőjele, a Kl, K2 .. . K6 kapcsolókat ve- 60 zérlő Kl V, K2V . . . K6V állapotdekóder-kimenetek logikai jelei, az Ml, illetve M2 műveleti erősítők kimenetein létrejövő Umi, illetve UM2 feszültségek, a multiplexer UMX kimenőjele és a végső UK kimenőjel. 65 Az integrátorok vezérlési állapotai szerint a működést négy fázisra,az ábra szerinti FI, F2, F3 és F4 fázisokra oszthatjuk. A multiplexer vezérlési állapota szerint különböztetjük meg az F12 és F34 fázisokat. A működés fázisonként az alábbi: FI fázisban a D állapotdekóder K2V, illetve K6V állapotdekóder kimenete aktív, ennek következtében a K2 és K6 kapcsolók bekapcsolt állapotban vannak. Az M2 műveleti erősítő kimenete rákapcsolódik a kimeneti szűrőre, ebben a fázisban az első integrátor Cl kapacitása kisül, K2 kapcsoló bekapcsolt állapota miatt. Az összes többi kapcsoló kikapcsolt állapotban van. F2 fázisban K6V állapotdekóder-kimenet továbbra is aktív, tehát továbbra is az M2 műveleti erősítő kimenete kapcsolódik a kimeneti szűrőre. A teljes F12 periódusban az M2 műveleti erősítő megtartja az előző F4 fázisban kialakult feszültséget. K2V állapotdekóder-kimenet helyett most a K1V állapotdekóder-kimenet jele aktív, ezért KI kapcsoló bekapcsolt, K2 kapcsoló pedig már kikapcsolt állapotban van, és az IK konstansáram-generátor a Cl kapacitást az F2 fázisban feltölti. A fázis végén az UM { feszültség a töltési idővel, vagyis az átalakítandó jel periódusidejével egyenesen arányos. F3 fázis elején a K1V állapotdekóder-kimenet jele inaktívvá válik és az Ml műveleti erősítő kimenetén levő feszültség állandósul. A multiplexer is átkapcsol, K6V helyett K5V állapotdekóder-kimenet lesz aktív és így a K5 kapcsoló az Ml műveleti erősítő kimenetét kapcsolja a kimeneti szűrő-leválasztó egységre. A multiplexer állása, vagyis K5 be- és K6 kapcsoló kikapcsolt állapota most már a teljes F34 fázis végéig nem változik. Mivel az F3 fázisban K4V állapotdekóder-kimenet is aktív lesz K1V állapotdekóder-kimenet helyett, most a K4 kapcsoló kerül bekapcsolt állapotba és a másik integrátor C2 kapacitása ebben a fázisban kisül. F4 fázisban a K3V állapotdekóder-kimenet vezérlőjele lesz aktív, tehát K3 kapcsoló bekapcsol, míg az F3 fázisban bekapcsolt K4 kapcsoló kikapcsol, és a C2 kapacitást tölti fel az IK konstansáram-generátor az F2 fázisban leírt módon. A fentiekben ismertetett elrendezéssel a leírás elején említett nem lineáris karakterisztikájú aktív elemmel megvalósított hasonló célú átalakítóknál nagyobb pontosság érhető el. A találmány szerinti átalakító — mint a kiviteli alak mutatja — lineáris eszközt használ az átalakításra, célszerűen integrátorokat. Kis szivárgási áramú, gyors analóg kapcsolókkal, stabil áramgenerátorral, kis bemenőáramú, nagyerősítésű, nagysebességű műveleti erősítőkkel nagy pontosság és nagyobb mint 2 nagyságrend dinamikus tartomány érhető el. A bemenőjel frekvenciája a fenti feltételek teljesülésével 100 kHz is lehet. Az ismertetett átalakító további előnyös tulajdonsága a gyors működés - a bemenőjel frekvenciájának megváltozását a kimenet négy bemenőjel-periódus múlva követi. A KSZ kimeneti szűrő a 2
