Преобразователь частоты в напряжение

 

Изобретение может быть использовано в устройствах телеметрии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Преобразователь содержит формирователь 3 тгпульсов, одновибратор 4, интегратор 5, ключи 10, 24 и 25, повторитель 12 напряжения и управляющий усилитель 13. Введение элемента ИЛИ I, элемента ЗАПРЕТ 2, элемента И 18, частотного модулятора 17, усилителя 19 переменного тока, фильтра 20 нижних частот , компаратора 21, источника 22 опорного напряжения и элемента 23 памяти обеспечивает индикацию попадания несущей частоты и ее уменьшение до значений, меньших нижнего предела преобразовгшия частоты. В описании приведен пример реализации элемента 23 памяти. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sD 4 Н 03 К 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (61) 671029 (21) 4138015/24-21 (22) 24.10 ° 86 (46) 30.0?.88. Бюл. У 28 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (72) P.Н.Модла и Ю.Д.Ищук (53) 621.376.332(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 834886, кл. Н 03 К 9/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 671029, кл. Н 03 К 9/06, 1979. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах телеметрии. Цель

„„SU„„)4)37)6 А 2 изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства. Преобразователь содержит формирователь 3 импульсов, одновибратор 4, интегратор

5, ключи 10 24 и 25, повторитель 12 напряжения и управляющий усилитель

13 ° Введение элемента ИЛИ 1, элемента ЗАПРЕТ 2, элемента И 18, частотного модулятора 17, усилителя 19 переменного тока, фильтра 20 нижних частот, компаратора 21, источника 22 опорного напряжения и элемента 23 памяти обеспечивает индикацию попадания несущей частоты и ее уменьшение цо значений, меньших нижнего предела преобразования частоты. В описании

С2 приведен пример реализации. элемента 9

23 памяти. 1 s.ï. ф-лы, 1 ил.

)4 ) 3716

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах телеметрии.

Целью изобретения является расши5 рение функционапьных возможностей за счет индикации пропадания несущей частоты и ее уменьшения до значений, меньших нижнего предела преобразования частоты. lO

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя частоты в напряжение.

Преобразователь частоты в напряжение содержит элемент ИЛИ 1, элемент

ЗАПРЕТ 2, формирователь 3 импульсов, одновибратор 4, интегратор 5, содержащий первый и второй резисторы 6 и

7, операционный усилитель 8, первый конденсатор 9, а также первый ключ

10, второй конденсатор 11, повтори: тель 12 напряжения, управляемый уси:литель 13, вход 14 устройства, выход . устройства 15, выход 16 устройства, частотный модулятор 17, элемент И 18, 25 усилитель 19 переменного тока, фильтр

20 нижних частот, компаратор 21, источник 22 опорного напряжения, элемент памяти 23, содержащий ключи 24 и 25, полосовой фильтр 26, и суммато-30 ры 27„28, конденсатор 29.

Вход 14 устройства соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 2, запрещающий вход которого соединен с выходом компаратора 21. Первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ 2, а выход — с входом формирователя 3 импульсов, выход которого соединен с первым входом интегратора 5, содержащего первый ре- 0 зистор 6, второй резистор 7, операционный усилитель 8 и конденсатор 9.

Первый и второй резисторы 6 и 7 сое динены с инвертирующим входом операционного усилителя 8 и через конденсатор 9 с его выходом, являющимся выходом интегратора 5. Неинвертирующий вход операционного усилителя 8 соединен с общей шиной. Выход интегратора

5 через ключ 10 соединен с конденсатором 11 и входом повторителя 12, управляющий вход ключа 10 соединен с выходом одновибратора 4. Выход повторителя 12 соединен с входом управляемого усилителя 13, управляющий вход

55 которого соединен с входом одновибратора 4 и с выходом элемента ИЛИ 1, а выход - с основным выходом 15 устройства и с входом элемента памяти 23, выход которого соединен с входом частотного модулятора 17, выход которого соединен с первым входом элемента

И 18, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1. Вход усилителя 19 переменного тока соединен с входом 14 устройства, а выход — с входом фильтра 20 нижних частот, вы-.oä которого соединен с первым входом компаратора 21, второй вход которого соединен с источником 22 опорного напряжения, выход компаратора 21 соединен с вторым входом элемента

И 18, управляющим входом элемента 23 памяти и дополнительным выходом 16 устройства.

Вход элемента 23 памяти через последовательно соединенные ключ 24 и фильтр 26 соединен с первыми входами сумматоров 27 и 28. Второй вход сумматора 27 соединен с входом элемента

23 памяти. Выход сумматора 27 через ключ 25 и конденсатор 29 соединен с общей шиной, выход ключа 25 соединен с вторым входом сумматора 28. Управляющие входы ключей 24 и 25 соединены с управляющим входом элемента памяти 23, а основной выход 15 устройства соединен со вторым входом нчтегратора, .входы которого являются клеммами первого и второго резисторов.

Вначале рассмотрим случай, когда частота на входе 14 преобразователя частоты в напряжение Е=Е,„н=сопзй.

При наличии несущей частоты на интервале t>-t„ усилитель 19 переменного тока усиливает входной сигнал, а фильтр 20 нижних частот выделяет постоянную составляющую сигнала. Параметры фильтра 20 выбраны таким образом, чтобы при несущих .частотах преобразователя частоты в напряжение

f=f цн его минимальное выходное напряжение было больше напряжения источника 22 опорного напряжения. При

Ътом на выходе компаратора 21 устанавливается нулевой уровень, которым открыты ключи 24 и 25. Выходное напряжение устройства с основного выхода 15 устройства через сумматор 27, открытый ключ 25 и сумматор 28 поступает на выход элемента 23 памяти.

Так как напряжение на основном выходе IS устройства не содержит переменной составляющей, то сигнал на выходе фильтра 26 равен нулю.

С выхода элемента 23 памяти сигнал поступает на вход частотного модуля1413716 тора 17, выходная частота которого пропорциональна выходному сигналу пр еоб раз ов ателя частоты в напряжение и равна частоте на входе 14 устройст5 ва. Для этого коэффициент преобразования преобразователя частоты в напряжение р K пчн I Кчм где Кчм коэффициент преобразования частотного модулятора. Выходные импульсы час-10 тотного модулятора 17 не проходят через элемент И 18, так как на его втором входе сигнал с выхода компаратора 21 равен логическому нулю.

Несущая частота с входа 14 устрой-15 ства передается через элемент ЗАПРЕТ

2, так как на его запрещающем входе сигнал равен нулю. Импульсы с выхода элемента ЗАПРЕТ 2 проходят .через элемент ИЛИ 1 и фронтами запускают фор- 20 мирователь 3 импульсов. Импульсы постоянной вольт-секундной площади с выхода формирователя 3 импульсов поступают на первый вход интегратора 5, формирующего выходное напряжение, 25 пропорциональное несущей частоте преобразователя частоты в напряжение . мин (е с ) Коэффиц нт усиления управляемого усилителя 13 в и-периоде несущей частоты устанавливается на основании значения частоты в п-1 периоде. При f = f g коэффициент усиления управляемого усилителя 13 принят К „„„„ = l.

При пропадании несущей на входе

14 устройства сигнал с выхода усилителя 19 переменного тока равен нулю и напряжение на выходе фильтра 20, стремится к нулю. Усилитель 19 переменного тока также исключает попада- ние постоянных уровней с входа 14 устройства на вход фильтра 20 нижних частот. Инерционность фильтра 20 нижних частот с одной стороны выбирается из условия уме ьшения амплитуды 45 импульсных помех до уровня, который меньше напряжения источника 22 опорного напряжения.

Пропаданию несущей частоты может предшествовать ее плавное уменьшение.5О

В этом случае при частотах f (— -" -"

2i процесс установления напряжения на выходе интегратора 5 имеет расходящий характер. Поэтому инерционность фильтра 20 нижних частот нужно выби55 рать таким образом, чтобы (t Ф ti) (n

Кмий

2 "ь

При соблюдении указанных условий на выходе компаратора 21 уставая .: ется логическая единица. При этом кратковременные помехи не проходят на выход элемента 3AIIPFЕ 22, так;.л.. на его запрещаюием входе устанавливается логическая единица, которая также размыкает ключи 24 и 25. Конденсатор 29 запоминает напряжение на выходе 15 устройства. Коэффициенты передачи сумматоров 27 и 28 по вторым входам равны плюс 1. На выходе частотного модулятора 17 устанавливается частота, пропорциональная напряжению на выходе сумматора 28. В,.. :— ходные импульсы частотного модулятора 17 через элементы И 18 и ИЛИ 1 поступают на вход формирователя 3 импульсов и обеспечивают поддержание преобразователя частоты в напряже.ие в рабочем режиме, частотного модулятора.

Когда в выходном сигнале преобразователя частоты в напряжение (основной выход 15 устройства) кроме постоянной составляющей содержится переменная составляющая, в се элементы преобразователя частоты в напряжение, кроме элемента 23 памяти, работают так же. До пропадания несущей частоты ключи 24 и 25 открыты. Выходной сигнал преобразователя частоты в напряжение подается на вход полосового фильтра 26, на выходе которого выделяется переменная составляющая в противофазе к сигналу с выхода 15 устройства. На выходе сумматора 27 выделяется постоянная составляющая выходного сигнала преобразователя которая поступает на конден" сатор 29.

Пропадание несущей на входе 14 устройства приводит к срабатыванию компаратора 21 и закрыванию ключей

24 и 25. При этом постоянная составляющая U сонэ запоминается на конденсаторе 29. При размыкании ключа 24 на выходе фильтра 26 сохраняются гармонические колебания с убывающей амплитудой и частотой, соответствующей частоте выходного сигнала преобра вателя частоты в напряжение до пропадания несущей. Эти колебания поступают на второй вход сумматора 28 с коэффициентом передачи К = -1. При этом на выходе сумматора 28 формируется сигнал, приблизительно равный сигналу на выходе 15 устройства без

1413716

Формула изобретения

Составитель Е.Соловьев

Редактор HiГорват .Техред M.Äèäûê Корректор В.Гирняк

Заказ 3793/56 Тираж 928

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 пропадания несущей. Точность такого приближения в основном определяется тем, насколько частота сигнала на выходе 15 устройства соответствует резонансной частоте фильтра 26, и

его добротностью. При появлении несущей на выходе компаратора 21 устанавливается логический нуль и сигнал с входа 14 устройства поступает через элементы ЗАПРЕТ 2 и ИЛИ 1 на вход формирователя 3 импульсов, обеспечивая нормальную работу преобразователя частоты в напряжение.

Пропадание несущей частоты преобразователя частоты в напряжение приводит к кратковременным (один-два периода несущей) незначительным искажениям информационного сигнала после демодуляции. При этом на выходе 15 устройства устанавливается постоянная составляющая, имевшая место до пропадания несущей, а переменная составляющая изменяется приблизительно с той же частотой и амплитудой, ко- 25 торая имела место до пропадания несущей, что исключает ложную работу устройства во время переходных процессов.

Сигнал с выхода компаратора 21 ис- 30 пользуется для индикации пропадания несущей на выходе 16 устройства.

1. Преобразователь частоты в напряжение по авт.св. N - 671029, о т л ич а ю шийся тем, что с целью повышения устойчивости работы преобразователя, расширения функциональных воэможностей за счет индикации пропадания несущей частоты и. ее уменьшения до значения меньших нижнего предела преобразования частоты,.в него введены элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, И, час- „ тотный модулятор, усилитель переменного тока, фильтр нижних частот, компаратор, источник опорного напряжения, элемент памяти, причем прямой вход элемента ЗАПРЕТ и вход усилителя переменного тока соединены с входом преобразователя, выход элемента

ЗАПРЕТ соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и управляющим входом управляемого усилителя, основной выход преобразователя через элемент памяти соединен с входом частотного модулятора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход усилителя переменного тока через фильтр нижних частот соединен с первым входом компаратора, второй вход которого через источник опорного напряжения соединен с общей шиной, выход компаратора является дополнительным выходом преобразователя и соединен с управляющим входом элемента памяти, с вторым входом элемента

И и запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что элемент памяти содержит первый и второй ключи, полосовой фильтр, первый и второй сумматоры, конденсатор, причем вход элемента памяти соединен с вторым входом первого сумматора и через последовательно соединенные первый ключ и полосовой фильтр соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого сумматора через второй ключ и конденсатор соединен с общей шиной, точка соединения второго ключа и конденсатора соединена с вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом элемента памяти, управляющие входы первого и второго ключей соединены с управляющим входом элемента памяти.