Преобразователь периода и частоты следования импульсов в напряжение

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ceggs Советски к

Сециавистииееииа

Реапубпии (11) 577672 (81) дополнительное к авт. свил-ву (22) аявлено 0601.75 (21) 2092568/18-21 с присоединением заявки %в (51) N. Кл.

Н 0З К 1З/20

feey6eyeeeeeesl eeaeet

6вюа Неватное 66Ф

ee NeeI eeeIyeteeej и виунтМ (23) Приоритет (43) Опубликовано 251077.Бюллетень ЭЬ з9 (45) Дата опубликования описания 22,11,77 (%) УДК б 81. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. Г. Пономарев и В. A. Можейкнс (73) Заявитель (54) . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРИОДА И ЧАСТОТН СЛЕДОЬЙНИЯ

ИМПУЛЬСОВ В НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к электрическим измерительным преобразователям, в частности к прЕобразователям, периода и частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока, и 5 может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления, измерительных и других устройств подобного назйачения..

Известен преобразователь периода lO и частоты в напряжение, содержащий входной кольцевой распределитель— счетчик, зарядно-разрядные ключи и устройство для выбора максимума напряжения с конденсагоров этих цепей 15 иа выходную нагрузку (lj

Однако низкая точность-иэвестногс преобразователя объясняется погрешностью, вызванной экспоненциальным характером изменения напряжения на конденсаторах нб-цепей, а ограниченность частотного диапазона — необходимостью применения фильтров высших частот для устранения переменной составляющей в выходном сигнале, вызвайной влиянием нагрузки.

Наиболее близким техническим реше" нием к изобретению является преобразо ватель периода и частоты следования импульсов в напряжение, содержащий

2 источник эталонного напряжения, триггер, счетный вход которого подключен к входной шине преобразователя, два канала формирования пилообразного напряжения, каждый из которых содержит интегратор, ключ, соединяющий вход интегратора с выходом источника эталонного напряжения, и устройство для возврата состояния интегратора к начальному уровню, причем управляющие входы ключей подключены к выходам триггера, а выходы интеграторовко входам устройства для выбора максимального сигнала t2j

Однако ограниченный диапазон рабочих частот указанного преобразователя объясняется зависимостью времени возврата состояния интегратора к начальному уровню от длительности предшествующего периода, что приводит к к области высоких частот диапазона преобразователя к дополнительной погрешности, а также к колебательному характеру переходного процесса при быстрых изменениях входной частоты, снижая быстродействие преобразователя.

Целью изобретения является расширение диапазона входного сигйала в сторону высоких частот и повышение быстродействия.

577672

Эти достигается тем, что в известный преобразователь периода и частоты следования импульсов в напряжение, содержащий источник эталонного напряжения, триггер, счетный вход которого подключен к входной шине преобразователя, два канала формирования пилообразного напряжения,. каждый из которых содержит итегратор, ключ, соединяющий вход интегратора с выходом источника эталонного напряжения, и устройство для возврата состояния интегратора к начальному уровню, причем управ"яющие входы ключей подключены к выходам триггера, а выходы интеграторов — к входам устройства для выбора максимального сигнала, введены одновибратор, вход которого подключен к входной шине преобразователя, и два логических элемента совпадения, первые входы которых подключены к выходу одновибратора, вторые — к выходам триггера, а выходы — к управляющим входам устройства для возврата состояния интеграторов),к начальному уровню.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого преобраэователя.

Преобразователь содержит источник 1 эталонного напряжения, триг* З0 гер 2, счетчик, вход которого соединен с входной шиной преобразователя 3, каналы 4 и 5 формирования пилообразного напряжения. °

Канал 4 содержит интегратор б, 38 вход которого через ключ 7 соединен с выходом источника эталонного напряжения, и устройство 8,для возврата состояния интегратора б к начальному уровню. 40

Канал 5 содержит интегратор 9, вход которого через ключ 10 соединен с выходом источника 1, и устройство 11 для возврата. состояния интегратора 9 48 к начальному уровню.

Устройства 8 и 11 могут быть, выполнены, например, на ключах, шун ирующих конденсаторы интеграторов, управляющие входы ключей 7 и 10 под- щ> ключены к выходам триггера 2. Выходы интеграторов 6 и 9 подключены ко входам устройства 12 для выбора максимального сигнала, выполненного на диодах 13 и 14. К входной шине преоб- 55 раэователя 3 подключен вход одновибратора 15. Входы логических элементов совпадения 16 и 17 подключены к выходам триггера 2 и одновибратора 15, Выходы логических элементов 16 и 17— к управляющим входам устройств 8 и

l1 для возврата состояния интеграторов 6 и 9 к начальному уровню.

Преобразователь работает следующим образом. Перед началом одного иэ очередных периодов входного сигнала триггер 2 находится в состоянии „ при котором на управляющем входе ключа. 1С имеется сигнал 1, а на управляющем входе ключа 7 — сигнал 0 °

Ключ 10 открыт, а ключ 7 закрыт.

На вход интегратора 9 подается эталонное напряжение источника

H его выходное напряжение возрастает по линейному закону. Интегратор б находится в режиме запоминания напряжения, соответствующего длительности предшествующего периода, и сигнал с его эыхода через диод 13 поступает на выход преобразователя.

Очередной входной импульс преобразовывает триггер 2 и запускает одновибратор 15, Ключ 10 запирается, и интегратор 9 переходит в режим запоминания.

Импульс с выхода одновибратора 15 длительность которого выбирается не менее максимального времени возврата состояния интегратора к начальному уровню, вызывает появление сигнала 1 на выходе логического элемента 16, и устройство 8 срабатывает,возвращая состояние интегратора 6 к начальному уровню.

По окончании импульса на выходе одновибратора 15 напряжение на выходе интегратора б начинает линейно возрастать. Выходное напряжение интегратора 9 через диод 14 поступает на выход преобразователя. Зависимость между периодом следования входных импульсов и выходным напряжением преобразователя близка к линейной.

При необходимости получения зависимости другого вида или линейной зависимости между частотой следования импульсов и выходным напряжением на выход устройства может быть включен функциональный преобразователь. При работе предлагемого преобразователя напряжение на выходе каждого интегратора в момент начала его возрастания строго соответствует начальному уровню и не зависит от состояния интегратора в конце предшествующего периода, в том числе и в высокочастотной части диапазона входного сигнала.

Благодаря этому расширяется диапазон входного сигнала в сторону высоких частот и сокращается длительность переходного процесса при быстрых изменениях входного сигнала, т.е. повышает ся быстродействие преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь периода и частоты следования импульсов в напряжение, содержащий источник эталонного напряжения, триггер, счетный вход которого подключен и входной шике преобразователя, два канала форми577672

Составитель В. Дмитриев

Техред A.Áîãäàí Корректор М, Демчик

Редактор Л. Народная

Заказ 4198/43. Тираж 1065 Подписное

ЦНИИПИ Государственйого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 рования пилообразного наПряжения, каждый из которых содержит интегратор, вход которого через ключ соединен с выходом источника эталонного напряжения. и устройство для воэб врата интегратора к начальному уровню, причем управляющие входы ключей подключены к выходам триггера, а выходы интеграторов— ко входам устройства для выбора максимального сигнала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона входного сигнала в сторону высоких частот и повышения быстродействия, в него введены одновнбратор, вход которого подключен к входной шине преобразователя, и два логических элемента совпадения, первые входы которых подключены к выходу одновибратора, вторые — к выходам триггера, а выходы - к управляющим входам устройства для возврата состояния интеграторов к начальному уровню °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 244741, кл. Н 03 К 9/06, 12.02.68.

2. Патент СНА В 3 697 781, кл. 307-235, 12.11.70.