Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение

 

" 482884

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-п; (22) Заявлено 11.04.72 (21) 1771927 26-21 (51) M. 1(л. Н 03k 9/06 с прпсоедII!Ie(II!ci! заявки № -1 ( (23) Приор(пет ——

Государственный комитет

Соврта Министров СССР оо1делам изобретений и открытий (53) УДЕ, 681.325(088.8) Опуб«(I«oval(o 30.08,75. т>юллстспь ¹ 32

Дата опубликования описания 19.01.76 (72) Авторы изобретения

В. А. Чулков и A. Д, Глыбовский (7! ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ В НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к импульсной тсх(П(КЕ.

Известен преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, содержащий триггер, соединенный с генератором линейно((змепяющегося напряжения, и через дифференцирующу(0 ценb и элемент задержки — с управляющим входом аналогового запоминающего устройства.

Изьестпый преобразователь ооладает большой инерционностью, так как для усреднения Выходного напряжения в нем используется фильтр с болшпой постоянной времени.

Целью данного изобретения являс I c»»овы шеи пс быстродействии и рсобразов;(гсл я.

110ст» Вле(IH;I я цсль достп гас 1 ся Toì, ITo в преобразователь дополнительно введены схема сравнения и генератор экспоненциального напря>кения, причем выход генератора линейно-изменяющегося напря>кения соединен с одним входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом генератора экспоненциального напряжения и входом аналогового запоминающего устройства, а выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генератора линейно-изменяющегося напряжения и с одним из управляющих входов генератора экспоненциального напря>кения, второй управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя частоты следования импульсов в напряжение; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого преобразователя.

Входом преобразователя является счетпый вход триггера 1, который совместно с диффс(О рснцирующей цепью 2 управляет работой остальных блоков. Выход триггера 1 подключен к генератору 3 линейно-изменяющегося напряжения, работаlощему в режиме «старт —стоп», т. е. при поступлении «единичного» уровня с выхода триггера 1 напряжение генератора 3 линейно-изменяющегося напряжения линейно возрастает, по окончгппш «единичного» уровня -- перестает увеличиваться (запоминается), а с приходом на управляю20 щий вход импульса «сброса» со схемы 4сравнения, управляющий вход которой соединен с выходом триггера 1, генератор 3 линейноизменяющегося напряжения возвращается в исходное состояние (выходное напряжение

25 равно нулю). Входы схемы 4 сравнения подключены к выходам генератора 3 линейно-изменяющегося напряжения и генератора 5 экспоненциального напря>кения, а выход — к управляющим входам генератора линейно-изЗО меняющегося напряжения и генератора экс482884!

15

25 (4). зо

40

50 бО

55 поненциального напря>кения. При равенстве входных напря>кений схема 4 сравнения выдает импульсы малой длительности. Выход дифференцирующей цепи 2, формирующей импульс при изменении состояния триггера 1 от «единичного» к «нулевому», соединен с вторым входом генератора экспоненциального напряжения и через элемент задержки 6 — с управляющим входом аналогового запоминающего устройства 7, выход 8 которого является выходом преобразователя. Выходное напряжение генератора экспоненциального напряжения подается на вход аналогового запоминающего устройства 7, которое запоминает мгновенное значение этого папря>кения в момент прихо а импульса с элемента задержки 6.

Предлагаемый преобразователь частоты следования имшульсов в напряжение работает следующим образом.

Первый входной импульс (фиг. 2а) взводит триггер 1 (фиг. 2б) н на выходе генератора линейно-изменяющегося напряжения 3 появляется напряжение (фиг. 2в). Схема 4 сравнения управляющим уровнем напряжения с выхода триггера 1 переводится в нерабочее состояние и на сс выходе присутствует уровень несравнения. Приход второго входного импульса вызываст изменение состояния триггера 1, напряжение на выходе генератора 3 линейно-изменяющегося напряжения перестает расти и «запоминается», причем величина этого напряжения пропорциональна периоду входных импульсов и определяется по формуле

U = КТ (1) где U„, — напряжение «сравнения», запоминающееся на выходе генератора линейно-изменяющегося напряжения; К вЂ” коэффициент пропорциональности; Т вЂ” период входных и1!Пульсов.

На выходе дифференцирующей цепи 2 появляется импульс, запускающий элемент задержки б и генератор экспоненциального напряжения. Схема 4 сравнения переходит в режим сравнения, так как запрещающий «единичный» уровень на сс управляющем входе отсутствует.

На выходе генератора экспоненциального напряжения возникает экспоненциально-убыва!ощее напря>кение U, (фиг. 2г), определяеt мое выражением U (/) = U t (2), где U,(t) — напря>кение на выходе генератора экспоненциального напря>кения; U, =

const — начальнос напря>кение при t = О;

" — постоянная времени формирующей RCцепи.

При U, (t) = UÄcxeixia 4 сравнения выдает импульс малой длительности (фиг. 2д), сбрасывающий выходное напряжение генератора линейно-изменяющегося напряжения и возвращающий генератор экспоненциального напряжения к состоянию U,(о) = U, (фиг.

2г). Момент сравнения t„, определяется из (!) и (2) и равен t„, =- -.tn (3). кт

Генератор экспоненциального напряжения вновь вырабатывает папря>кение согласно (2).

Через t„. (время задержки элемента задержки 6) импульс с выхода элемента задержки 6 поступает на управляющий вход аналогового запомина!ощего устройства 7 и на его выходе 8 оказывается мгновенное значение экспоненционального напряжения, которое запоминается аналоговым запоминающим устройством 7 до следующего импульса элемента задержки 6 (фиг. 2 е). Это напряжение определяется из (2) при t = t, — (ц, н равно о з ° И

t(T цг т

1 учитывая, что — = f (где t — частота), Таким образом, на выходе преобразователя оказывается напряжение, величина которого пропорциональна частоте.

Следующий импульс на входе вновь взводит триггер 1 и работа преобразователя повторяется. На выходе преобразователя получается ступенчатое напряжение (фиг. 2 ж), которое при достаточно медленном изменении частоты можно считать непрерывным.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, содержащий триггер, соединенный с генератором линейно-изменяющегося напряжения, и через дифференцирующу!о цепь н элемент задержки — с управ. ляющим входом аналогового запоминающего устройства, отли тющийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены схема сравнения и генератор экспоненциального напряжения, причем выход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен с одним входом схемы сравнения, второй вход которой соедипсн с выходом генератора экспоненциального нлпряжения и входом аналогового злпомипаю" щего устройства, а выход схемы сравнения соединен с упрлвляющим входом генератора линейно-изменяющегося напряжения и с одним из управляющих входов генератора экспоненциального напряжения, второй управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи.

482884 фиг. 1

Фиг. 2

Составитель С, Лукинская

Редактор В. Byлдаков Техред Т. Миронова 1 оррасгор Н. Лук

Заказ 7938 Изд. № 1736 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Череповецкая городская типография