Метод пропорційного, або розгортального, часового перетворення ґрунтується на порівнянні вимірюваної постійної напруги зі зразковою напругою, яка змінюється за лінійним законом і є або лінійно-зростаючою в часі, або лінійно-падаючою в часі. Метод передбачає дві операції: перетворення вимірюваної напруги в пропорційний часовий інтервал і вимірювання цього інтервалу методом дискретної лічби. У ЦВ застосовуються різні варіанти такого методу, які обумовлюють різні за складністю і метрологічними характеристиками схеми приладів. Структурна схема та часові діаграми найпростішого ЦВ з пропорційним перетворенням наведені на рис. 5. Вимірювана напруга через вхідний пристрій, коефіцієнт передачі якого для спрощення записів візьмемо рівним одиниці, подається на один із входів компаратора (рис. 5, а). Другий вхід компаратора вмикається до генератора лінійно-змінної напруги (ГЛЗН). Припустимо, що робоча напруга ГЛЗН є лінійно зростаючою (рис. 5, б). У початковому положенні ГЛЗН знаходиться в режимі очікування; часовий селектор закритий для проходження імпульсів опорної частоти . Процес вимірювання починається в момент часу , коли блок керування видає сигнал Пуск (Старт) (рис.7. 19, а). Цим сигналом запускається ГЛЗН і одночасно відкривається часовий селектор, через нього в блок індикації починають надходити імпульси частотою з генератора опорної частоти.
Водночас ГЛЗН формує зразкову напругу (рис. 5, б). У момент часу , коли зразкова напруга досягає значення вимірюваної напруги , компаратор формує сигнал Стоп, який повертає часовий селектор в початкове положення, тобто закриває його для проходження імпульсів частоти . На цьому процес вимірювання завершується, в блоці індикації фіксується число імпульсів.