Способ преобразования частоты в постоянный ток

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1683О13

Сс!оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2435099/18-21 с !присоедине!Нием ваяв!ки №вЂ” (23) Приоритет— (45) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень¹ 32 (45) Дата опубликования описания 31.08.79 (51) w.K . H 03 K 9/06

Государственный комитет

СССР (53) УДК 681.325 (O88.8) II0 делам изобретений и открытий (72) Автор изобретегкия

Г. А. Гройсер (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

В ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Р1зобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано, нап ример, для преобразования частотных сигналов датчиков неэлектрических величин, в измерительных частотных преобразователях, построенных по компенсационной схеме, в системах автоматического регулирования с частотной модуляцией и в теле. !етрическ11: системах.

Извествн способ преобразования частоты 1с з постоянный ток, закл!очающийся в периодическом формировании с частотси входного сигнала напряжечия гиперболическ ". формы с последующеи фиксацией и запои!иванн(11 ë!I" ОВО»."!ых значенiiй сфсрмироваk !Ioi с lkÃH3ë2 в л!Омснтб! Поступления

B.õ :01нь.х импульсов (.).

0дkiе.:0 д..нный способ, обеспечивая высокое быстроде!",ствие. не позволяет получить вь|сокой точности преобразования. -"O

Наиболее близким к предложенному, я.— ляется способ преобразования ч"-.ñòîòû в постоянный ток, заключающийся в формировании последовательности импульсов тока, дозированных пс площади, и вы еле»I;I 25 среднего значения тока формированной последовательности импульсов (2).

Недостато это-с способа — низ ос быстрсдеЙствие1 ITQ 00 ",словлено нсобходимостью применения низкочастотных фильтров со значительной —.ерциониост1ио для выделения сре,"нс"0 3!!„ -:ckikiч тока из сАОрмированной последовате ",üíîñòè дозирова нных по площади импульсов тока, скважность которых изменяется в широких пределах при измене!!ии частоты входного си-.нала.

Целью изобретения является повыше;-..ие оысгро !ействия преобразования частоты в постоянный ток.

Эт0 дсс-.!! . cH тс:,, что в известном спосоое грссбразоваиия астоты р постоянный ток, заключающемся в формировании последовательности импульсов тока, дозированных по площади, и выделении среднего значения тока сформированной последовательности импульсов, дополнительно преобразуют период входного сигнала в напряжение. результат и!рсоб,; зования запомт!нают, преобразуют в ток по обратно пропорциональной зависимости, и полученный ток используют в качестве питающего для фор. .!Нрования после свате ",üíîñòè импульсов така. дозированных по площади.

На чертеже дана функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ lipLOáðàçoBàk;èÿ частоты в постоянНЫЙ ТОК.

Устройство включает усилитель 1, формирователь 2, конденсаторный дозатор 3

683013, ипульсов тока стабильной площади, фильтр 4, нагрузку 5, преоб: 1 -яь б периода в напряжение, устройс; Во 7 запоминания напряжения, функциоi: H-.HbII, преобразователь 8 напряжения в ток по обратно пропорциональной зависимости.

Усилитель 1 производит усиление и ограничение входного сигнала. Формирователь 2 формирует импульсы малой длительности, которые запускают конденсаторный дозатор 8 и преобразователь б периода в напряжение. С приходом запускающего импульса конденсаторный дозатор формирует импульс тока стабильной площади, а преобразо|ватель периода в напряжение работает в следующей последователньости: передает в устройство 7 выходное напряжены iB течение времени, необходимого для завершения переходногэ процесса,во входной цепи устройства 7, затем сбрасывается в исходное состояние (нулевое напряжение н выходе) и начинает генерировать линейно изменяющееся во времени напряжение с постоянной крутизной до прихода следующего запускающего импульса, |после чего генерация прекращается, и процесс пэвтэрястся. В устройстзе

7 запоминается напряжение, пропорциональное периоду. Это напряжение преобразовывается функциональным преобразователем 8 в обратно прэпорциоH-:,ëüIIoå значение тока. Полученное значение тока, прямо пропорциональное частот, используется в качестве питающего для формирования дозатором 8и,мпульсов тока стабильной площади, подаваемых в нагрузку 5, зашунтированную фильтром 4 н соединенную через дозатор 8 последовательно с выходом функционального преобразователя 8. В нагрузке 5 из последовательчости сформированных дозатором 8 импульсов тока стабильной площади выделяется среднее значение тока, прямо пропорциональное значению частоты на входе преобразователя. После первого пришедшего импульса входного сигнала в устройство 7 с выхода преобразователя б передается минимальный (нулевой) уровень, напряжения, который запоминается устройством 7 до прихода второго входного импульса. При этом на выходе функционального преобразователя 8 ток имеет максимальное значение, и, следовательно, дозатор 3 передает в нагрузкч импульс тока стабильчэй площади с максимальной амплитудой. После прихода второго входного импульса преобразователь б передает в устройство 7 напряжение, пропорциональное периоду между первым и вторым импульсами. Это напряжение запомнится устройством 7 на время второго

Зо

60 периода (до поступления третьего импулоса входногс ""-:"" *,). На выходе функционального преобразователя 8 ток уменьшается с мак II;:a:лI.- гого значения до значения, обратно пропорционального первому периоду. С приходом второго входного импульса дозатор передает в нагрузку импульс тока такой же площади, что и первый дозированный импульс, но с меньшей а мплитудой, обратно пропорциональной первому периоду. Таким образом, при скачкообразной подаче, а равно и при скачкообразных изменениях входной частоты, скважность сформированных дозатором имп льсов тока стабильной площади, подаваемых в;нагрузку, устанавливается близкой к единице (при прямоугольной форме) с задержкой в один период входного сигнала. Благодаря тому, что импульсы тока стаоильной площади, дозируемые в нагрузку, имеют автоматически поддерживаемую скважность, близкую к единице, при прямоугольной форме, для выделения среднего значения тока и подавления паразитных пульсаций при предлагаемом способе преобразования частоты в ток требуются значительно менее инерционные фильтры, чем при изв естном способе. Это дает возможность значительно повысить быстродействие и расширить частотный диапазон з область низких частот при сохранении высокой точности преобразования.

Формула изобретения

Способ преобразова,ния частоты в постоянный ток, заключающийся в формировании последовательности импульсов тока, дозированных по площади, и выделении среднего значения тока сформированной последовательности импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно преооразуют период входного сигнала в напряжение, результат преобразования запоминают, преобразуют в ток по обратно пропорциональной зависимости, и полученый ток используют в качестве питающего для форм ирования последовательности импульсов тока, дозированных по площади, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. — М., Энергия, 1970, с. 282.

2. Баранов Л. А. и др. Конденсаторные преобразователи в автоматике и системах т.равления. — М., Энергия, 1969, с. 6.

683913

Составитель В. Дмитриев

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор T. Клюкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» заказ 757/964 Изд. 1 и 481 Тирак 1060 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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