Преобразователь частоты в последовательность импульсов

 

Ы 4аи

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>790184

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2711.78 (21) 2690588/18-21

cлрисоедииеиием заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280.бюллетень №47

Дата опубликования описания 231280 (51)М. Кл.з

Н 03 К 5/01

ГосударственныЯ комнтет

СССР по делам нзобретеннЯ н открытнЯ (53) УДК 621.374 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. Н. Цыбин (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина). (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматической и контрольно-измерительной техники, в част- с ности для измерения сдвига фаз НЧ сигналов в малых пределах.

Известно устройство умножения частоты, выполненное на основе цифровой техники, в котором в течение периода входной частоты производится заполнение первого счетчика первой опорной частотой, затем полученный код переписывается в устройство запоминания с выхода которого он посту- 15 пает на один вход схемы сравнения кодов, а на второй вход схемы сравнения кодов поступает код со второго счетчика, заполняемого второй опорно частотой в "ll раз большей первой, причем с выхода схемы сравнения кодов в момент равенства кодов в устройстве запоминания и во втором счетчике сигнал поступает на Вход установки в ноль второго счетчика. Таким образом 2с во втором счетчике формируется код за время "Т" в "n" раэ меньшее, чем период входного сигнала. Сигнал с выхода схемы сравнения, кодов является также выходным )1(.

Однако эти устройства обладают недостаточной фазовой стабильностью и относительной сложностью при реализации. Указанное устройство требует наличия опорных частот и имее ошибку дискретизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь однофазного синусоидального сигнала в импульсы, состоящий из линейного интегратора, двух нуль-органов, элемента

ИЛИ, компаратора, двух выпрямителей.

Входной синусоидальный сигнал поступает на вход первых нуль-органа, выпрямителя и линейного интегратора.

Линейный интегратор преобразует входной синусоидальный сигнал в косинусоидальный. Постоянная времени интегрирования обеспечивает фазовые погрешности ниже допустимых для низких частот диапазона. Нуль-органы формируют узкие импульсы в момент прохождения сигналами соответственно через нулевые точки. Двухполупериодные выпрямители выполняют функцию выпрямпения поступающих сигналов.

Выпрямленные .импульсы поступают на входы компаратора. На выходе компа790184

Формула изобретения

55 бО

Ратора формируются узкие импульсы

s момент равенства сигналов íà его входах. Сигналы с выходом нуль-органов и с выхода компаратора поступают на входы элемента ИЛИ, с выхода кото. рого снимается сигнал в виде узких импульсов с частотой в восемь раз большей, чем частота входного синусо чдального сигнала (2) .

Недостатком укаэанного устройства является малый коэффициент преобразования частоты.

Целью иэобрЕтения является повышение крутизны преобразования при сохранении фазовых характеристик выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь частоты в последовательность импульсов, содержащий последовательно соединенные линейный интегратор, первый выпрямитель и компаратор, а также второй выпрямитель и нуль-орган, входы которых соединены со входами линейного интегратора дополнительно введе ны усилитель и блок управления, первый вход которого подключен к выходу компаратора, второй вход подключен к выходу нуль-органа, а выход соединен с управляющим входом усилителя, информационный вход которого подключен к выходу второго выпрямителя, а выход соединен со вторым входом компаратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема, а на фиг. 2 — диаграммы работы.

Устройство состоит из линейного интегратора 1, первого выпрямителя

2, компаратора 3, второго выпрямите. ля 4, нуль-органа 5, усилителя б, блока управления 7.

Линейный интегратор 1 соединен последовательно с первым выпрямителем 2, первым входом компаратора 3.

Вход линейного интегратора 1 соединен со входами второго выпрямителя

4 и нуль-органа 5. Между вторым.вхо дом компаратора 3 и выходом второго выпрямителя 4 включен усилитель б.

Выходы компаратора 3 и нуль-органа

5 подключены к соответствующим входам блока управления 7, выход которого соединен с входом управления усилителем б.

На фиг. 2 представлены диаграммы: "а" — входной сигнал, "б" — сигналы на входах компаратора, "в" выходной сигнал устройства.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Входной синусоидальный сигнал посту пает на входы линейного интегратора

1, второго выпрямителя 4 и нуль-ор гана 5. Линейный интегратор 1 преобразует входной синусоидальиый сигнал в косинусоидальный. Постоянная време ни интегрирования обесге ипает фазовые погрешности ниже допустимых для

t0

26

40 низких частот диапазона. двухполупериодные выпрямители 2 и 4 выполняют функцию выпрямления поступающих сигналов. Нуль-орган 5 формирует узкие импульсы в момент прохождения сигналом через нулевую точку. Эти импульсы поступают в блок управления 7 и обеспечивают синхронизацию работы последнего от величины выходного параметра которого (например цифровой код) зависит коэффициент передачи усилителя б. На первом входе компаратора 3 образуется сигнал в виде выпрямленных импульсов косинусоидальной составляющей, а на втором — выпрямленные ступенчато изменяющиеся импульсы синусоидального входного сигнала. В момент времени, когда напряжение на втором входе компаратора

3, изменяясь по траектории синусоидального сигнала становится равным наУ пряжению на первом входе компаратора

З,последним вырабатывается узкий импульс, который поступает на вход блока управления 7 и на выход устройства. Выходной параметр блока управления 7 изменяется соответствующим образом, ч-Iо ведет к скачкообразному изменению коэффициента передачи усилителя б. При очередном наступлении равенства сигналов на входах компаратора 3 процесс повторяется и т.д.

Работу этого блока иллюстрируют диаграммы. Крутизна преобразования частоты в нем изменяется путем несложных переключений. Например, в случае выполнения последнего на основе цифрового счетчика можно менять крутизну преобразования частоты путем исключения младших разрядов счетчика.

Соответственно этому меняется диск рет изменения коэффициента передачи усилителя б и крутизна преобразования частоты устройства.

Предлагаемый преобразователь по сравнению с известным обладает повышенной крутизной преобразования частоты, а также обеспечивает возможности варьирования крутизной преобразования.

Преобразователь частоты в последовательность импульсов, содержащий последовательно соединенные линейный интегратор, первый выпрямитель и компаратор, а также второй выпрямитель и нуль-орган, входы которых соединены с входом линейного интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны преобразования частоты при сохранении фазовых характеристик выходного сигнала, в него введены усилитель и блок управления, первых вход которого подключен к выходу компаратора, 790184

i l t

I ! 1

Составитель В. Муляр

Редактор Н. Кончицкая Техред И.Асталош Корректор)М. Коста

Заказ 9063/60 . Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 второй вход подключен к выходу нульоргана, а выход соединен с управляющим входом усилителя, информационный вход которого подключен к выходу второго выпрямителя, а выход соединен со вторым входом компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3798564, кл. (331-1A), 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2494876/18-21, 23.01.78.