Преобразователь частоты в напряжение

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 1 560187

Союз Советских

Совиалистнческик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04.75 (21) 2127643/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20 (51) М. Кл G 01R 23/06

Государственный комитет

Совета е5инистоов СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.31?.761 (088.8) Дата опубликования описания 07.07.7( (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. В. Андрущук

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ В НАПРЯ;(КЕНИЕ

Изобретение относи я к измерительной технике и может использоваться для преобразования частоты в постоянное напряжение.

Известны преобразователя частоты в напряжение, состоящие из генератора стабильных по длительности импульсов и фильтра нижних частот. Среднее напряжение на выходе фильтра пропорционально частоте импульсов генератора, который работает в ждущем режиме и запускается входным сигналом (1).

Такие преобразователи имеют недостаточное быстродействие.

Известны также преобразователи частоты в напряжение, состоящие из управляемого зарядного и разрядного ключей, компенсирующей схемы и интегрирующего конденсатора.

Конденсатор заряжается по линейному закону до напряжения пробоя динистора, в катодной цепи которого включено нагрузочное сопротивление. После пробоя динистора через нагрузку протекает импульс тока. Средняя величина тока нагрузки пропорциональна частоте измеряемого сигнала (2).

Значительная инерционность в канале преобразования таких преобразователей связана с выделением среднего значения напряжения или тока, он существенно снижает бытродействие автоматических систем. Инерционный фильтр на выходе преобразователя не позволяет использовать его для измерения быстроизменяющихся частот.

Цель изобретения — .:овышение быстродействия преобразователя.

Это достигается тем, что преобразователь частоты в напряжение, содержащий преобразователь код — аналог, вход которого соединен с источником измеряемого сигнала, снабжен управляемым генератором, соединенным с выходом преобразователя код — аналог, и дополнительным преобразователем код †анал, соединенным с выходом управляемого генератора.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого преобразователя частоты в напряжение.

Преобразователь содержит источник измеряемого сигнала 1, преобразователь код — аналог 2, управляемый генератор 3, дополнительный преобразователь код †анал 4.

Преобразователь работает следующим об20 разом.

При подключении источника 1 к входу преобразователя 2 на выходе последнего появляется напряжение Уь пропорциональное периоду измеряемой частоты:

U, = — К,Т„=К,—, Х где Ai — коэффициент передачи преобразователя 2.

30 Напряжение U> подается на вход генератора 3 (например, генератора Ройера), который

560187

= К,У„ т (2) 1 вык — fx.

К (о) 1

УВык = К372 — - Кз

Л (3) Составитель Т. Горлова

Техред Л. Денискина

Корректор E Хмелева

Редактор Е. Караулова

Заказ 1462/11 Изд. ¹ 470 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 преобразует входное напряжение в частоту

Управляемый генератор имеет линейную характеристику, безынерционен в работе, и его выходная частота определяется уравнением где Кз — коэффициент передачи генератора 3.

Частотный сигнал с выхода генератора 3 подается на вход преобразователя 4, который аналогичен входному преобразователю код— аналог 2. Выходной преобразователь 4 вырабатывает постоянное напряжение, пропорциональное периоду частоты /з, которое можно записать в виде где Кз — коэффициент передачи дополнительного преобразователя 4.

После подстановки выражений (1), (2) в уравнение (3) получают

u,„,=-К,т,= К u, = fÄ. (4)

Кг К2К

Из выражения (4) следует, что выходное напряжение предлагаемого преобразователя пропорционального измеряемой частоте

При этом схема обеспечивает высокое быстродействие, запаздывание в работе преобразователей 2 и 4 не превышает периода измеряемой частоты, а управляемый генератор 3 практически безынерционен. Точность работы предлагаемого преобразователя частоты в напряжение определяется в основном коэффициентом передачи Кз генератора 3. Нестабильность коэффициентов К1 и Кз практически не влияет на работу предлагаемого преобразователя, так как они определяют работу однотипных устройств, имеют одинаковые временной и температурный дрейфы и находятся в числителе и знаменателе выражения (4).

При полной идентичности схем преобразователей код — аналог 2, 4 и равенстве коэффициентов К и Кз выражение (4) можно упростить и записать и

Преобразователь может быть использован для измерения сверхнизких частот. При этом запаздывание в работе схемы определяется только периодом низкой частоты f.,,так как диапазон частот генератора 3 может быть взят в области высоких частот, и запаздывание преобразователя 4 будет пренебре20 жимо мало.

Формула изобретения

Преобразователь частоты в напряжение, содержащий преобразователь код — аналог, 25 вход которого соединен с источником измеряемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен управляемым генератором, соединенным с выходом преобразователя код †анал, и

30 дополнительным преобразователем код †аналог, соединенным с выходом управляемого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

35 1. «Автоматика и телемеханика», 1969, т. 23, № 4, с. 532.

2. Электронная техника в автоматике. Под. ред. EO. И. Конева, Выпуск 3, М., «Сов. радио», 1972, с. 153.