в данной задаче есть ограниченное место (конструктивно) и экономический фактор. точность в данном случае 5-10% нужна.

Ну так бы сразу и сказали! Ну да, аналоговый метод отсечки напряжения заряда ёмкости компаратором по напряжению пикового детектора хорошо впишется с керамикой NP0 или плёнкой PPS в довольно широком диапазоне температур...

В самом деле, логичнее чтобы они были у разработчика. А кварцевый генератор - совсем не обязательно "цифровой" атрибут. Да и автоматизация автору, как видно, не нужна.
Сейчас люди, похоже, просто перестают мыслить "аналогово"... Зачем какая-то схемотехника, если МК посчитает?


Есть такая штука - компаратор...

Не в этом дело - хотелось понять суть преобразования! Теперь всё почти понятно, осталось только нелинейность заряда конденсатора скомпенсировать...
Неспособность анализа альтернативных методов мне тоже ни к чему, поэтому и призвал Вас не быть столь категоричным в осуждении цифровой альтернативы!

Какое альтернативное решение? Опишите словами предлагаемый цифровой принцип.

Да какое угодно! Хотите - ШИМ, хотите - АЦП, не суть важно... Здесь лучше вписывается аналоговый метод, но это стало понятно по последнему ответу ТС!
Но если бы ему требовался метрологический преобразователь с высокой точностью преобразования, скажем, не менее 1%, он бы без цифры не подошёл...

Диапазон порядка 1% отлично обеспечивается аналоговыми преобразованиями. Да и ВСЕ более точные измерения делаются в конечном итоге аналоговыми цепями. АЦП и ЦАП в большей мере аналоговые узлы, чем цифровые.
Конечно, если после первичных преобразований нужно провести сложную обработку, то в цифре точность не снижается в такой мере, как в многоступенчатых аналоговых преобразованиях.
Всегда полезно поискать компромисс.
Иногда решения сложнейших вопросов достигаются очень экономичными аппаратными расходами, если разработчик имеет хорошую общую подготовку или просто не на чем больше сделать, но очень хочется.
Немецкая зенитная ракета с инфракрасным наведением образца 45г таки стреляла и сбивала. А схема - два двойных триода, четыре реле и два электродвигателя. Сколько сейчас МК в такой? А во Вьетнаме из американских ракет "воздух-воздух" до цели доходило только 11%. Поглупели конструкторы за 30лет, технология резко упала? Видимо, что-то другое и третье и десятое.

Хочу АЦП! Чтобы УВХ внутри него успело зарядиться до входного сигнала за 1us. Да еще чтоб не пропустило этот самый входной сигнал, пока программа работает.
А еще сильно хотелось бы, чтобы выходной сигнал не отставал хрен знает на сколько от входного импульса.

Да пожалуйста! Полно ADC типа Voltage to Frequency Converters не только у AD, а много ещё у кого. Критика аналого-цифровых и цифро-аналоговых методов напрасна, я сам уже понял, что нужно ТС и давно написАл... А по точности с "умными" цифровыми (аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми) методами, да ещё в широком диапазоне температур простейшие преобразователи на двух-трёх транзисторах и конденсаторе не идут ни в какое сравнение. Для начала стОит посмотреть ТКЕ конденсаторов на минусовых температурах, затем на нелинейность кривой заряда конденсатора, чтобы понять бесперспективность таких методов. Все АЦП, построенные на заряде конденсаторов, требуют плёночных конденсаторов с низкими ТКЕ и абсорбцией. Поэтому советую автору внимательнее отнестись к выбору конденсатора даже для такой погрешности преобразования, как 5-10%

Я в пылу спора забыл указать "в микроконтроллере" А так-то их полно.
Только автору не частота нужна, а время. Вот померили мы напряжение. Дальше что? Формируем временной интервал микроконтроллером. Видите, в какого монстра превращается схема.

Так можно же наоборот: На пиковый или амплитудный детектор пришёл импульс с какой-то амплитудой, передним импульсом которого мы одновременно запустили выходной импульс и ШИМ, наполняющий зарядом конденсатор на одном входе компаратора, к другому входу которого и подключён вышеупомянутый детектор. Переключением компаратора выключаем выходной импульс. Алгоритм ШИМ компенсирует нелинейность и дискретность с довольно высокой точностью. Задержка - ноль целых хрен его знает десятых такта микроконтроллера. Точность преобразования высокая, при этом всё можно запихнуть в один микроконтроллер, откалибровать и периодически корректировать.

Шим еще отфильтровать надо, чтобы постоянное напряжение получить. В то же время, ШИМ должна перебрать все напряжения, пока пиковый детектор держит входной сигнал. И уложиться в интервал приходящих импульсов. 10ms. Для 1% разрешения нужен шаг изменения ШИМ менее 100us.
Шаг выходного импульса будет определяться временем перехода с одного значения ШИМ на следующее.
А когда импульс сформирован, пиковый детектор еще обнулить нужно.
В-общем, можно и так

Тогда сделайте интегратор с насыщением, у него длительность импульса пропорциональна входному заряду. Конечно получится ничуть не дешевле , чем микроконтроллер, но зато это то , что Вам хотелось.