Преобразователь частоты в код

 

!

)(t>) 55З7 4

"«самсон»;, «

0»

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.75 (21) 2137565/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 0S.04.77. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 2911 (51) М. Кл.в НОЗ К 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. К. Косгенич, Г. О. Паламарюк и В. К. Стрюцков (71) Заявители

Всесоюзный научно-исследовательский институ l «лек гроэнергетики и Рязанский радиотехнический инсти т у т (541 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, предназначено для использования в электроэнергетике в качестве измерительного преобразователя для автоматизированных систем диспетчерского управления с ЦВМ, в качестве вычислительного преобразователя частота-код в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем; может быть также использовано для измерения и контроля частоты в системах автономного энергоснабжения переменного тока.

Известно устройство для измерения отклонения частоты электрических колебаний от номинала путем сравнения периодов измеряемой и номинальной частот и подсчета за временной интервал, равный разности этих периодов, импульсов частоты заполнения. В состав этого устройства входят блок формирования номинальной частоты, блок выделения разности периодов, блок формирования частоты заполнения, счетчик импульсов, схема переноса кода и регистр хранения. В этом устройстве частота заполнения формируется путем алгебраического сложения числа импульсов основной последовательности с числом импульсов корректирующей последовательности, пропорциональным произведению числа импульсов основной и скорректированнои последовательностей.

Однако данное устройство при изменяющейся во времени входной частоте работает с большой погрешностью. Это объясняется тем, что код может быть скорректирован только в момент прихода импульсов входящей частоты.

Известен также преобразователь астоты в код, содержащий формирователь импульсов, блок выделения разности периодов, блок формирования периода частоты сравнения, схему совпадения, блок формирования частоты коррекции, счетчик импульсов, схему переноса кода и регистр хранения (выходной регистр) .

1а Однако этому устройству присуши неодинаковая точность преобразования по диапазону измеряемой частоты, низкая точность преобразования при изменяющейся во времени входной частоте, отсутствие возможности измерять скорость измене20 ния входной частоты.

Цель изобретения — повышение точности преобразования и расширение функциональных воэможностей устройства.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь

25 частоты в код, содержащий блок формирования

153744 импульсов, соединенный выходом с первым входом блока вьщеления разности периодов, ко второму входу и одному из выходов которого цодключены соответственно выход и первый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу — первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом блока формирования частоты коррекции, введены два реверсивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем третий выход блока вьщеления разности периодов подключен к первым входам первого н второго реверсивпых счетчиков, ко второму входу первого из которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему — первый выход второго реверсивного счетчика, а выходы первого реверсивного счетчика соединены с управляющими входами первого блока преобразовании кода в частотно-импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе-вычитающего блока, другим входом соединенного с одним из выходов делителя частоты, а управляющим входом — с первым выходом первого реверсивного счетчика, а выходы первого преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность соединены со входами блока формирования частот коррекции, выходами делители час готы, вход которого подключен к шине опорной частоты, и входами второго преобразователи кода в частотно-импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а управляющими входами — ко вторым выходам второго реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы совпадения, один вход которой подключен ко второму выходу блока формирования частот коррекции, а другой — ко второму выходу блока выделения разности периодов и входу первой схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом схемы сборки.

На фиг. 1 показана функциональная электрическая схема преобразователя частоты в код; на фиг. 2 — временная диаграмма.

Преобразователь содержит блок формирования прямоугольньгх импульсов 1, блок выделения разности периодов 2, блок формирования периода частоты сравнения 3, первую схему совпадения 4, блок формирования частот коррекции 5, два реверсивных счетчика 6, 7, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность 8, 9, делитель частоты 10, суммирующе-вычитающий блок 11, вторую схему совпадения 12, схему сборки 13.

Блок 1 служит для формирования прямоугольных импульсов частотой fx. Блок 2.вселяет разность периодов частоты сравнения (строб ЬТ) и один раз в два периода частоты fx формирует сигнал установки начальных услоний. Блок 3 фор10

25

55 мирует сигнал, равный длительности периода обрат60

4 ной связи Тос, Блок 4 реализует функцию логического умножения для сигналов блоков 2 и 5.

Блок 5 формирует частотно-импульсные последовательности Рк и Рк, подаваемые на схемы совпаде1 ния 12 и 4 соответственно. Реверсивные счетчики 6 и 7 подсчитывают входные импульсы. Блоки 8 и 9 преобразуют коды счетчиков 6 и 7 в частотноимпульсные последовательности F < д f и F

Блок 10 служит для деления опорной (эталонной) частоты Еа. Блок 11 — смеситель двух импульсных последовательностей FBÎì и Fg Схемы 12 и 13 реализуют соответственно . функции логического умножения и сложения.

Преобразователь, относящийся к устройствам замкнутого типа, реализует метод сравнения входной частоты fx и частоты обратной связи fpg.

Работа устроиства может быть проиллюстрирована с помощью упрощенной временной диаграммы фиг. 2.

На верхней диаграмме показаны зависимости для входа и выхода преобразователя: отклонение входной частоты ЬФ, и пропорциональная этому отношению величина выходного кода устройства Ngf в функции времени t. Ниже соответственно показаны импульсные последовательнссти частот 1„и g, последовательность импульсов, определяющая моменты окончания формирования периода обратной связи Тос и строб DT разности периодов входной частоты и частоты обратной связи.

Период Тос частоты обратной связи формнруетси делением импульсной последовагельности

Ее;получаемой путем смешивании в суммирую цевычитающем блоке 11 двух импульсных последовательностей, частота одной из которых постоянпа и равна Еном = КЕа, а частота другой пропорцио«ду ч сН. Блок выделения разности периодов 2 определяет знак разности периодов П для управленйя реверсом счетчиков и формирует строба длительностью дТ= (Tx - Toc) в течение которого на входы реверсивных счетчиков 6, 7, поступают частотно-импульсные последовательМ ности Рк, FK с блока формирования частот коррекции 5.

Благодаря отрицательной обратной связи величины кодов Ngf, N в результате коррекции изменяются в сторону, уменьшающую рассогласование между сравнительными периодами, и после окончания переходного процесса при fx = foe получаются коды Ngf, Й пропорциональные соответственно

1 отключению входной частоты Ы = (f„- f4 и ее производной.

В устройстве частота обратной связи непрерывно следит за изменением входной частоты, т.е. происходит сравнение близких по величине периодов. Поэтому можно не предъявлять жестких требований к точности функционального изменения частот коррекции Рк, Ек, что значительно упрощает

Х структуру блока формирования частот коррекции.

При этом погрешность преобразования существенно снижается.

553744

Сказанное иллюстрируется на временной диаграмме фиг. 4 где 6 — погрешность измерения

1 величин hf в интервале, времени первой коррекции, а 6а - погрешность измерения после второй коррекции (62 0)

Следует отметить, что величины частот F, F определяют время переходного процесса, по окончании которого при скачкообразном или линейно изменяющемся во времени входном сигнале преобра ователь отрабатывает коды Fgf и и с точностью, определяемой значением частоты Fo, и точностью формирования строба ЬТ. устройство имеет второй порядок астатиэма и, следовательно, минимальное время переходного процесса, равное двум коррекциям (четырем пе-. риодам входной частоты) .

Формула изобретения

Преобразователь частоты в код, содержащий блок формирования импульсов, соединенный выхо,дом с первым входом блока вьщеления разности периодов, ко второму входу и одному из выходов которого подключены соответственно выход и первый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу-первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом блока формирования частоты коррекции, о тч и ч а ю шийся . тем, что, с целью повьпиеиия точности преобразования и расширения функциональных возможностей, в него введены лва ревер.

;ивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем третий выход блока выделения разности периодов подключен к первым входам первого и второго реверсивных счетчиков, ко второму входу первого иэ которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему — первый выход второго реверсивного счетчика, а выходы первого реверсивного;счетчика соединены с управляющими входамч первого блока нреобраэования кода в частотно-импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе-вычитающего блока, другим входом соединенного с одним из выходов делителя частоты, а управляющим входом — с первым выходом первого реверсивного счетчика, входы первого преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность соединены со з одами блока фор20 мирования частот коррекции, выходами делителя частоты, вход которого подключен к шине опорной частоты, и входами второго преобразователя кода в частотно- импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а

25 управляющими входами — Ku вторьиа выходам второго реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы сознадения, один вход которой подключен ко s гором> выходу блока формирования частот коррекции, а другой — ко зо второму выходу блока выделения разности периодов и входу первой схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом схемы сборки.

573744

АТ>

4 Ту =0

Составитель В, Лякишев

Текред Н. Андрейчук

Корректор П. Макаревич

Редактор Б. Федотов

Заказ 1015/53

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

Тираж 1065 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5