Способ преобразования частоты в аналоговый сигнал

 

<11>670902

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид.— (22) Заявлено 11.03.?7 (21) 2461792/18-21 с присоединением ваяв>ки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 11.07.79

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (088.8) (72) Ав тор ы изобретения

О. И. Башнин и И. С. Костина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

В АНАЛОГОВЫЙ СИГНАЛ

Изобретение предназначено для использования в регуляторах энергетических агрегатов, электростанций и энергосистем.

Известен цифровой способ преобразоваяия частоты, основанный на измерении временных промежутков — периодов или кратным периодам, путем заполнения последних импульсами .высокой эталонной частоты, на счете чи "ла импульсов в измеряемом промежутке, запоминании результата счета и преобразовании его в аналоговый сигнал (1).

Недостатком известного способа является то, что он не дает линейного преобразования, -.àê как не позволяет получить сигнал, прямо пропорциональный непосредственно самой частоте, кроме того, реализация этого способа связана с преодолением определенных трудностей при построени и цифроаналогового преобразователя.

Наиболее близким к описываемому является способ, заключающийся в том, что один раз в период измеряемой частоты формируют импульс, длительность которого определяется частотой кварцевого генератора и емкостью счетчика и может быть принята за эталон временного интервала, с которым сравнивается измеряемый период (2).

Способ позволяет получать линейную зависимость напряжения от частоты, и реализация его несложна. Однако применение этого способа требует для сглаживания выходного сигнала установки фильтра с большой постоянной времени, что существенно снижает быстродействие способа.

Кроме того, при изменении уровней .питающих напряжений наблюдается смещение чуля на выходе, что снижает статическук> точность способа.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия преобразования частоты в аналоговый сигнал. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, закл>очающемся в том, что формируют импульс эталонной длительности, сравнивают его с периодом измеряемой частоты и усредняют результат сравнения, дополнительно формируют два импульса эталонной длительности. Причем передний фронт первого,импульса эталонной длительности формируют в момент, соответствую>ций переднему фронту сигнала измеряемой частоты, передний фронт второго импульса эталонной длительности формируют в момент, соответству ощнй заднему фронту, первого импульса эталонной длительности, в качестве сигнала, пропорЗО цнонального измеряемой частотс, принпма670902 ют среднее значение импульсов рассогласования, сформированных в моменты времени, когда иыпj:льсы эталонной длительности имеют одинаковый логический уровень.

Формирование эталонного интервала в виде двух следующих один за другим импульсов повышает быстродействие способа при измеряемой частоте выше номинальной.

Формирование импульсов рассогласования повышаст точность спосооа, позволяет применять более простые фильтры при выполнении операции усреднения, кроме того, расширяет границы применения способа при цифровой обраоотке данных. На фиг. 1 приведен пример реализации способа; на фиг. 2 дан график преобразования частоты.

Схема содержит формирователь 1 импульсов измеряемой частоты; 1 — К-триггер 2 и 8, счетчики 4 и 5, блок сравнения б, блок у с р едн ен и я 7.

Импульс эталонной длительности формируется с помощью 1 — К-триггера 2 и счетчика 4. Один раз в период по заднему или переднему фронту импульсов измеряемой частоты запускается 1 — К-триггер 2 и снимает блокировку со счетчика 4. Счетчик начинает заполняться кварцованными импульсами. Емкость счетчика равна половияе периода номинальной частоты. Сигнал переполнения счетчика опрокидывает

1 — К-триггер 2 и одновременно поступает на формирование по аналогичной схеме триггера 8 и счетчика 5 второго эталонного импульса.

Эталонные импульсы, снимаемые с

I — К-триггеров 2 и 8, сравнивают, как это показано на фиг. 2, а импульсы рассогласования с блока сравнения б усредняют с помощью блока усреднения 7.

По сравнению с цифровым измерителем частоты в известном (1) электрогидравлическом регуляторе в настоящем способе быстродействие в два раза выше, так как измерение производится каждый период измеряемой частоты. При сравнении настоящего способа известным (2) с преобразователем повторных импульсов в аналоговый сигнал получается также выигрыш в быстродействии и точности преобразования, так как усредняемый сигнал пропорционален отклонению частоты от номинальной, т. е. составляет часть периода. Кроме того, настоящий способ благодаря тому, что ус10 редняется импульсный сигнал, более универсален, что позволяет применять в качестве усредняющего устройства либо обычный фильтр, либо цифроаналоговый преобразователь.

Формула изобретения

Способ преобразования частоты в аналоговый сигнал, заключающийся в том, что

20 формируют импульс эталонной длительности, сравнивают его с периодом измеряемой частоты и усредняют результат сравнения, отл ич а ющий ся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, фор25 мируют два импульса эталонной длительности, причем передний фронт первого импульса эталонной длительности формируют в момент, соответствующий переднему фронту сигнала измеряемой частоты, пе30 редний фронт второго импульса эталонной длительности формпруloT в момент, cool ветствую;ций заднему фронту первого импульса эталонной длительности, в качестве сигнала, пропорционального измеряемой

З5 частоте, принимают среднее значение импульсов рассогласования, сформированных в моменты времени, когда импульсы эталонной длительности имеют одинаковый логический уровень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. «Turbine Governor» ERVV 103. Pamphlet К. К. 83-101 Е, Яо holm, 1970, р. 10—

45 1 1.

2. Патент США № 3591858, кл. Н 03 К

13/02, 1971.

670902 юа > «аычаы

Редактор Е. Караулова

Корректор И, Симкина

Заказ 455/833 Изд. № 378 Тираж 108S Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Ненинальяая чае юлю чаеатаа. а Выше иолояопьчае я иг.2

Составитель Л. Плетнева

Техред А. Камышникова