Преобразователь частота-напряжение

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Социалистических

Реслублик

<„>748272 (6») Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2706.78 (21) 2633019 /18-21 (51)М. Кл.1

Q 01 R 23/10 с присоединением заявки М

Государствеииь»й комитет СССР ло деяам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780, Бюллетень ¹ 26 (53) УДК 681. . 325 (088. 8) Дата опубликования описания 150 7.80 (72) Авторы изобретения

Б.К.Куприк и A.È.Ëâoéíè÷åíêo (7! ) Заявитель (5 4 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА-НАПР ЯУ(ЕНИЕ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использова но в приборостроении и автоматике для функционального преобразования частоты в напряжение.

Известно устройство преобразования частоты, содержащее генератор, два управляющих вентиля, вычитающий и суммирующий счетчик, выходы которых соединены с системой импульсно-потенциальных ключей, два элемента ИЛИ, управляющий триггер, делитель частоты, датчик временных интервалов, блок управления и формитователь, на вход которого поступает входной сиг- 15 нал f1) .

Недостатком устройства является, высокая сложность и малое быстродействие.

Известен также преобразователь частота-напряжение, содержащий фор мирователь, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым вхо- 25 дом блока управления, а первый выход

: триггера соединен с первыми входами первого счетчика и первого управляемого вентиля, второй выход триггера .)соединен с первым входом второго ЗО управляемого вентиля, выход генератора соединен с вторыми входами первого и второго. управляемых вентилей, выход последнего соединен со вторым входом первого счетчика, выходы которого соединен со входами блока управления, второй выход которого соединен с первыми входом второго счетчика, второй выход которого соединен с выходом первого управляемого вентиля, источник постоянного напряжения, три резистора, усилитель, ЦАП, сумматоры, ключ н конденсатор, причем выход источника постоянного напряжения соединзн с первым входом сумматора и через первый резистор соединен со входом усилителя, вход усилителя черед второй резистор соединен с его выходами и с первым входом ЦАП, а через третий резистор с выходом ЦАП и со вторым входом сумматора, выход которого через ключ соединен с конденсатором, управляющий вход ключа соединен с третим выходом блека управления, а информационные входы ЦАП соединены с выходом второго счетчика P) .

Недостатком устройства является сложность и малые функциональные возможности.

748272 Л ()2. 4 02 о (3) ОПРИ <1

4-42

-О.Т k гюиО«л, c T . (4) 4-Лг U2T.k

4лг г 4

Щель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частота- напряжение, содержащий источник пос" тоянного напряжения и формирователь, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами уз,ла преобразования, введены преобразователь напряжение-частота и второй узел преобразования, один вход кото» рого соединен с выходом источника напряжения, а второй подключен к вы-, ходу первого узла преобразования " через преобразователь напряжение- -.-частота, при этом узел преобразова- ния состоит иэ двух интеграторов,вы- 15 ходй которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого -""подклюФ" чен ко входам интеграторов и к пернома"входу узла преобразования, а 2О выход через первый ключ соединен co схемой памяти, причем входы уп: равления ийтеграторов соответственно соединены с выходами второго и третьего ключей, вход управления третьего ключа подключен через линию задержки ко второму входу узла преобразования и ко входам управления первого и второго ключей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Преобразователь частота-напряжение состоит иэ- формирователя 1, источника 2 постоянного напряжения, преобразователь 3 напряжение-частота, узлов 4, 5 преобразования со входами A,В и выходами С. Выходы формирователя 1 и преобразователя 3 соединены со входами A узлов 4„ 5 соответственно, а выход источника 2 напряжения соединен со входами В 4р узАов 4 и,5 ° Узлы 4, 5 имеют одинаковые структуры и состоят иэ ключей б, 7 входы . управления которых соединены со входом A и ключа 8, вход управления которого соединен со входом A через линию 9 эадержкн. Со входом В Ьединены входы интегратов 10, 11 и сум. матора 12 другие входы которого соединены с выходом интеграторов 10,.

l1. Выход сумматора соединен через ключ 7 и схему 13 памяти с вйходом С, а выходы ключей б, 8 соединены со,входами управления интеграторов 10, 11 соответственно.

Устройство работает следующим 55 образом.. входной энакопеременный сигнал Ug< поступает на формирователь 1, на вы-.. ходе которого формируются короткие импульсы напряжения UЛ в моменты йа- 4О чала "периодов входного сигнала, пос-: тупающие на вход A узла 4 преобразования . Эти" импульсы открывают ключй

;6, 7 и, пройдя через линию задержки 9 (04 9), откроют ключ 8. Открытые ключи b, 8 устанавливают интеграторы

10, ll в начальные состояния. Открытый ключ 7 разрешает прохождение сигнала с выхода сумматора 12 на схему 13 памяти.

Сигналы на выходах интеграторов

10, Ч1 (U4 „, 0 ) описываются . выражениямй

UÄÄk U, пРи1сТ

ЛЛ ) 4 ()2(О1 ПРИ О 1 Т. (1)

UÞ-Ч kàUk((T tî) 1 " " где КЛ - масштабный коэффициент; время, на которое эадержио вается сигнал 0 линией 9 задержки; йериод входного сигнала 0з„,.

0 — постоянное напряжение на вы2. ходе источника 2 напряжения. .Сигнал на выходе сумматора 12 описывается выражением

4- 42 Я-ЛО 4-ЛЛ Л Х (2) где Кл - масштабный коэффициент, для которого справедливо условие

При условии (3) выра><енЮе (2) имееТ вид

На схеме 13 памяти запоминается йапряжение где F — частота входного сигнала U >

Таким образом, на выходе С узла 4 преобразования получаем напряжение обратно пропорциональное частоте входного сигнала. При этом запаздывание преобразования не превышает длительности одного перйода, Сигнал с выхода узла 4 поступает на преобразователь 3 напряжение-частота, формирующий на выходе импульсы 0 напряжения с частотой повторения 1 U2.

Рз--= 5 U лэ-вэ w4 „, . э где 6 - коэффициент преобразования

3 преобразователя 3.

Принцип работы узла 5 преобразования идентичен с принципом работы узла 4. Напряжения на выходах линии

9 задержки, интеграторов 10, 11, Сумматора 12, схемы 13 памяти обозначены соогветственно, как !

6-9 5 -ЛО 5-Иi 5-Л2i 5 -ЛЭ

748272

Формула изобретения

Напряжение на выходе узла 5 преобразования к =-Uй .=-к ° Р

О „=-11 т К =- — ° К =-- ° Р

3 4 где — период следования импульсов

8 на выходе преобразователя 3;

К» — масштабный коэффициент.

Сигнал на выходе узла 5 преобразования прямо, пропорционален частоте входного сигнала U .

Таким образом проиэводится как прямо пропорциональное, так и обратно пропорциональное преобразование частоты в напряжение, что увеличивает функциональные воэможности устройства.

1. Преобразователь частота- напряжение, содержащий источник постоянного напряжения и формирователь, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами узла Я5 преобразования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,c целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введены преобразователь напря жение- частота и второй узел преоб- разования, один вход соединен с выходом источника напряжения, а второй подключен к выходу первого узла преобразования через преобразователь напряжение- частота.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что узел преобразования состоит иэ двух интеграторов, выходы соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого подключен ко входам интеграторов и к первому входу узла преобразования, а выход через первый ключ соединен со схемой памяти, причем входы управления интеграторов соответственно соединены с выходами второго и третьего ключей, вход управления третьего ключа подключен через линию задержки ко второму входу узла преобразования и ко входам управления первого и второго ключей.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 370539, кл. Q 01 Я 23/10,,06 ° 0;7, 7,1 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 577666, кл. 5 01 Я 23/10, 24.06.76 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 4352/ll

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, !, r. Ужгород, ул. Проект на я, 4