Преобразователь напряжения в частоту

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Респубаик

<н743195 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040478 (21) 2599969/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (5 )м. Кл.

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 25.06.80. бюллетень М 23

Дата опубликования описания 2506.80 (53) УДК 681.325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.В.Афанасьев, Ю.П.Обоишев и Н.А.Рудакова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в частоту, и может быть использовано при 5 создании цифровых приборов для .измерения переменного напряжения, тока и магнитной индукции переменного магнитного поля. Известен преобразователь переменного напряжения в частоту, содержащий преобразователи переменного напряжения s постоянное и постоянного напряжения в частоту (lj.

Недостатком устройства является низкая точность, так как погрешность преобразователя переменного напряжения s постоянное входит как составная часть в общую погрешность преобразователя. 20

Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, входную и выходную, усилитель-формирователь, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения (2).Недостаток преобразователя заключается в невозможности преобразования переменного напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в известный преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, входную и выходную, усилитель-формирователь, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формиро743195

50 вателя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольт-секундной площади и интегратор 5 подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения, введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнеBxopoM QcHJIHTBJIR-формирователя, )Q второй логический элемент совпадения, первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магнитного элемента сравнения, а второй вход через дискриминатор по 15 лярности соединен с вторым входом первого логического элемента совпадения, первый одновибратор,вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения, второй одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, а выход — к управляющему 25 входу ключа.

На фиг.l представлена функциональная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 30 . Преобразователь содержит магнитный элемент 1 сравнения, вЫполненный на сердечнике 2 и имеющий обмотку 3 возбуждения, выходной обмотку 4, обмотку 5 обратной связи и входную 6. З5

К обмотке 3 подключен первый выход гснератора 7, второй выход которого через дифференцирующую цепь 8 подключен к второму входу первого логического элемента совпадения 9, первый вход которого через усилительформирователь 10 и ключ 11 подключен к выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнения. Выход логического элемента 9 совпадения, подсоединен к формирователю 12 импульсов постоян- 45 ной вольт-секундной площади, выход которого через интегратор 13 подключен к обмотке 5 обратной связи магНитного элемента 1 сравнения. Выход дифференцирующей цепи 8 через дискриминатор 14 полярности подключен к второму входу второго логического эле 4ента 15 совпадения, первый вход которого через формирователь 16 импульсов подключен к выходной обмотке 55

4 магнитного элемента 1 сравнения.

К выходу второго логического элемента 15 совпадения подключены одновибратор 17 и последовательно ñoåдиненные элемент l18 задержки и одновибратор 19. Выходы одновибраторов

17 и 19 подсоединены ко входам логического элемента ИЛИ 20, выход которой подсоединен к управляющему входу ключа 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходное напряжение генератора. 7 через обмотку 3 возбуждает сердечник

2 магнитного элемента 1 сравнения и одновременно поступает на вход дифференцирующей цепи 8 (фиг,2а). Двух,полярные импульсы дифференцируемого напряжения (фиг.2б) поступают на логический элемент 9 совпадения и одновременно через дискриминатор 14 полярности (например, положительные из них — фиг.2в)поступают на логический элемент 15 совпадения.

При положительном входном сигнале выходное напряжение магнитного элемента сравнения формируется формирователем 16 (фиг.2г) и через открытый ключ 11 формируется усилителем-формирователем 10 (фиг.2д) .

Как видно из фиг.2в и 2г,импульсы с выходов дискриминатора 14 полярности и формирователя 16, проходя через логический элемент 15, имеют вид, показанный на фиг.2е. Эти импульсы запускают одновибратор 17 непосредственно, а одновибратор 19 — через элемент 18 задержки °

Длительность импульсов одновибраторов выбирается меньше периода возбуждения, время задержки — меньше длительности импульса одновибратора, а сумма длительностей импульса одновибратора и времени задержки — больше периода возбуждения. Выходные импульсы одновибраторов 17 и 19 (фиг.2з и 2и) проходят через логический элемент ИЛИ 20 (фиг.2к) и поддерживают ключ 11 в открытом состоянии, При отрицательном входном сигнале выход-. ное напряжения формирователя 16 имеет вид, изображенный на фиг.2л, .и импульсы на выходе логического элемента 15 совпадения отсутствуют ° Одновибраторы не запускаются, напряжение на выходе элемента ИЛИ 20 отсутствует и ключ 11 закрыт, т.е. сигнал через преобразователь не проходит.

При положительном входном сигнале импульсы с выходов усилителя-формирователя 10 (фиг.2д) и дифференцирую-щей цепи 8 (фиг.2б) проходят чере логический олемент 9 (фиг.2ж) и через формирователь 12 поступают на выход преобразователя, а через интегратор 13 — на обмотку 5 обратной связи магнитного элемента 1 сравнения, Таким образом, через преобразователь проходит сигнал только одной полярности и именно той, по которой осуществляется обратная связь. Благодаря этому оказывается возможным преобразование переменного напряжения при высокой частоте входного сигнала, что расширяет функциональные возможности преобразователя.

Максимально возможная частот-. вход743195 ного сигнала ограничивается лишь выбором допустимой для магнитного элемента сравнения частоты возбуждения, которая должна быть в 10-20 раз больше частоты входного сигнала.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, ббратной связи, входную и выходную, усилитель-формирователь, геНератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь со вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольтсекундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнения и входом усилителя-формирователя, второй логический элемент совпадения, первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магнитного элемента сравнения, а второй вход через дискриминатор полярности соединен с вторым входом первого ло- . гического элемента совпадения, первый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения, второй одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, а выход - к управляющему входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ермолов P.Ñ. и др. Цифровые измерительные приборы. Справочник.

Л., Энергия, 1971, с. 28.

2. Бедов Ю.С. и др. Измерительный преобразователь сигналов постоянного тока в частоту следования импульсов с импульсной обратной связью. Труды

ВНИИЭП. Л., 1971, вып.8, с.76-85 (прототип) .

Составитель В.Дмитриев

Техред Э . Верею Корректор М.Пожо

Редактор A,Ìàêîýñêàÿ

Заказ 3630/19 Тираж 995 . Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4