Частотно-импульсный преобразователь

 

ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий интегратор, вход которого подключен к источнику входного тока, а выход - к первым входам первого, второго и третьего компараторов, генератор длительности импульсов обратной связи подключенный своими первым и вторым импульсными входами к выходам первого и второго -компараторов, а выходами - к первому и второму входам реверсивного генератора импульсов эталонного тока, инвертирующий усилитель, логический блок формирования выходных импульсов, подключенный своими входами к выходу третьего компаратора и выходам генератора длительности импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , он дополнительно содержит гиперболический преобразователь напряжения , подключенный своим входом с к клемме входного напряжения, а выходом - к второму входу первого ком (Л паратора и через инвертирукнций усилитель к второму входу второго компаратора . ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК . ((9) (!1) (ss)4 Н 03 М

У г

„, р Р, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVlY CBHQETEflI CTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3628987/24-21 (22) 29.07.83 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) Л.П. Колобаев, Л.В. Крюков, С.В. Куликов и А.В. Финагин (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 235847, кч. Н 03 К 13/20, 1960.

Авторское свидетельство СССР .¹ 900444, кл. Н 03 К 13/20, 1980. (54)(57) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЬ(Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий интегратор, вход которого подключен к источнику входного тока, а выход — к первым входам первого, второго и третьего компараторов, генератор длительности импульсов обратной связиэ подключенный своими первым и вторым импульсными входами к выхоI дам первого и второго компараторов а выходами — к первому и второму входам реверсивного генератора импульсов эталонного тока, инвертирующий усилитель, логический блок формирования выходных импульсов, подключенный своими входами к выходу третьего компаратора и выходам генератора длительности импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, он дополнительно содержит гиперболический преобраэователь напряжения, подключенный своим входом к клемме входного напряжения, а выходом — к второму входу первого компаратора и череэ инвертирукнций усилитель к второму входу второго компаратора.

1172014

Частотно-импульсный преобразователь предназначен для использования в устройствах автоматики, телемеханики, а также в энергетике для определения мощности и расхода электроэнергии.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем возможности получения частоты, пропорциональной произведению знако- lO переменного тока и постоянного по знаку напряжения.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы напряжений; на фиг. 3 — ва 15 риант схемы гиперболического преобразователя напряжения.

Устройство содержит интегратор 1, подключенный своим входом к источнику 2 входного тока, а выходом — к 20 первым входам первого 3, второго 4 и третьего 5 компараторов, генератор 6 длительности импульсов обратной связи подключенный своими имl пульсными входами к выходам перво- 25 го 3 и второго 4 .компараторов, а выходами — к первому и второму входам . реверсивного генератора 7 импульсов эталонного тока, логический блок 8 формирования выходных импуль- ЗО сов, подключенный своими входами к выходу третьего компаратора 5 и выходам генератора 6 длительности импульсов ° Кроме того, предлагаемый преобразователь дополнительно содер35 жит гиперболический преобразователь 9 напряжения, подключенный своим входом к клемме 10 входного напряжения, а выходом — к второму входу первого компаратора Э и через инвертирующий усилителЬ 11 к второму входу второго компаратора 4, при этом в качестве генератора 6 длительности импульсов обратной связи используется гиперболический преобразователь напряжения в длительность импульсов, подключенный своим аналоговым входом к клемме 10 входного напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной ток (фиг. 2g) через клемму источника 2 подается на вход интегратора 1. Если входной ток отрицательный, то напряжение на выходе 55 интегратора возрастает, пока не достигнет уровня срабатывания первого компаратора 3. Сигнал с выхода первого компаратора запускает по первому импульсному входу гиперболичес,кий преобразователь напряжения в длительность импульсов. Длительность импульсов на выходе генератора 6 обратно пропорциональна входному напряжению (фиг. 29), подаваемо-. му через клемму 10 на его аналоговый вход. Импульс с первого выхода преобразователя управляет по первому входу реверсивным генератором 7 эталонного тока, подключая его на время действия импульса к входу генератора в направлении, противоположном входному току. В результате происходит сброс напряжения на выходе интегратора (фиг.2О) в отрицательном направлении. При изменении направления входного тока на противоположное преобразователь работает аналогично, но срабатывает второй компаратор 4, сигнал с выхода которого поступает на второй импульсный вход генератора 6 импульсов, а реверсивный генератор импульсов эталонного тока подает на вход интегратора 1 импульс тока, в результате чего выходное напряжение интегратора изменяется в положительном направлении.

Для нормальной работы пр ео бр аз ователя необходимо, чтобы каждый. импульс тока эталонного сброса вызывал срабатывание третьего среднего компаратора S но при этом не допускается срабатывание компаратора противоположного уровня. Например, при срабатывании первого компаратора 3 в момент окончания эталонного сброса напряжение на выходе интегратора 1 должно лежать в пределах между уровнями срабатывания второго 4 и третьего 5 компараторов (фиг. 25). Для выполнения указанного условия во всем диапазоне входных напряжений производится управление уровнями срабатывания первого 3 и второго 4 компараторов. Для этого входное напряжение с клеммы 10 подается на вход гиперболического преобразователя 9 напряжения и с выхода последнего на второй вход первого компаратора 3.

Аналогично на второй вход второго компаратора 4 подается через инвертирующий усилитель 11 обратное по знаку гиперболиче"ки преобразованное входное напряжение.

Уровни срабатывания первого и второго компараторов показаны на фиг. 2 5 пунктиром. В процессе изменения входного напряжения происходит также изменение уровней срабатывания первого и второго компараторов, пропорциональное приращению напряжения на интеграторе в результате эталонного сброса, чем обеспечиваются условия нормальной работы. Сигналы с выхода третьего компаратора, а также сигналы с импульсных выходов генератора 6 поступают на входы логического блока

8 формирования выходных импульсов. Сформированные выходные импульсы проходят на один из двух выходов 12 или 13 в соответствии со знаком входного тока (фиг. 22, ).

Логический блок 8 формирования выходных импульсов реализуется аналогично устройству (2) .

Блок 6 может быть выполнен аналогично известному функциональному преобразователю напряжения в длительность.

Точность реализации гиперболического преобразователя 9 может быть невысокой, допускается отклонение порядка +153. Выходная частота on-!

172014 4 ределяется моментами срабатывания третьего центрального компаратора и остается неизменной при смещении в определенных пределах уровней срабатывания крайних компараторов (фиг. 2В, участок !2). Такие невысокие требования облегчают задачу реализации гиперболического преобразователя напряжения. Например, при ку10 сочно-линейной аппроксимации гиперболической функции преобразования на операциоыном усилителе (фиг.3) при трех нелинейных делителях напряжения может быть получен диапазон нреобраэования по напряжению

U щук

D = -- - = 10. п

Таким образом, применение гиперболического преобразователя .напряжения в цепи управления уровнями срабатывания первого и второго компараторов совместно с применением в качестве генератора импульсов обратной связи гииерболического преобразователя напряжения в длительность импульсов позволяет получить частоту, пропорциональную произведению знакопеременного тока и постоянного по знаку напряжения. При этом сох30 раняется высокая точность преобразования, как и у известного устройства.

1 172014

1172014

Юык

Составитель В. Пешков

Редактор А. Шандор Техред А.Кикемезей Корректор Л. Бескид

Заказ 4917/52 Тираж .872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4