Преобразователь для систем автоматического управления

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

Союз Советскими

Соцналнстнческнк ттеспублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 tj0?79 (21) 2 7512 51/18 — 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 231?80,Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 231280 (53)М. Кл.

Н 03 К 9/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 376. 54 (088. 8) (72) Автор изобретения

Д. Г а Поляк

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский автомобильный и автомоторный институт (71) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВлениЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления узлами и агрегатами транспортных средств, в устройствах связи для демодуляции частотно-модулированных сигналов, в измерительных устройствах для преобразования частоты в напряжение.

Известен преобразователь частоты s напряжение, содержащий формирователь | импульсов, блок управления, интегра,тор и долговременное запоминающее устройство (1), Основным недостатком этого преобра 5 зователя является его небольшой динамический диапазон частоты входного сигнала и, как следствие этого, низка точность преобразования на границаф диапазона. 20

Известен также преобразователь, содержащий формирователь импульсов, блок управления,запоминающий и интегрирующий конденсаторы, элементы задер жки,устройства, заряда и разряда за-,25 поминающего и интегрирующего конденсаторов. Интегрирующий и запоминающий конденсаторы связаны между собой через устройство заряда запоминающего кон..денсатора,(2). 30

Однако у этого преобразователя большая погрешность при изменении скважности входного сигнала в широких пределах.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь для систем управления, содержащий формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, запоминающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей шиной,,а другая — c выходами блоков заряда и разряда запоминающего конденсатора и выходной шиной, первый элемент задержки, выход которого соединен со входом блока разряда запоминающего конденсатора, интегрирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей шиной, а другая — с выходами блоков заряда и разряда интегрирующего конденсатора и входом блока заряда запоминающего конденсатора, второй элемент задержки, выход которого соединен со входом блока разряда интегрирующего конденсатора, дополнительно введен элемент отключения, выход которого соединен с управляющим входом блока заряда запо.—

790280 минающего конденсатора, а вход с входом второго элемента задержки, и третий элемент задержки, выход которого соединен со входом элемента отключения, а вход — с выходом фор=

° мирователя импульсов и входом первого элемента задержки.

На чертеже представлена блок-схе. ма преобразователя.

Преобразователь содержит формирователь 1 импульсов, вход которого сое- )Q динен с входной шиной, а выход — с входом элемента 2 задержки и входом элемента 3 задержки, выход которого соединен со входом, блока 4 разряда запоминающего конденсатора выход ко35 торого соединен с выходной шиной, выходом блока 5 заряда запоминающего конденсатора и одной обкладкой запоминающего конденсатора б, другая об кладка которого соединена с общей шиной, выход элемента 2 задержки соеди- ® нен со входом элемента 7 задержки ивходом элемента 8 отключения, выход которого соединен с управляющим входом блока 5 заряда запоминающего конденсатора, выход элемента 7 задержки 25 соединен со входом .блока 9 разряда интегрирующего конденсатора, выход которого соединен со входом блока 5 заряда запоминающего конденсатора, выходом блока 10 заряда интегрирующего кондесатора, входом подключенного к шине питания, и одной обкладкой интегрирующего конденсатора 11, другая обкладка которого соединена с общей шиной. 35

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении контролируемого вала от датчика частоты его вращения на вход формирователя 1 импульсов поступают импульсы напряжения, чередующие- 40 ся с паузой. Формирователь 1 импульсов преобразовывает импульсы напряжения от датчика в последовательность прямоугольных импульсов. От переднего фронта прямоугольных импульсов, полу- д5 чаемых на выходе формирователя 1, за пускается элемент 3 задержки. При этом на время Х< задержки элемента 3 задержки на его выходе и, следовательно, на входе блока 4 разряда конденсатора b появляется напряжение, обеспечивающее включение на время блока

4 разряда запоминак>щего конденсатора б. В течение разряда конденсатора б напряжение на нем снижается до нуля,.От переднего фронта импульсов на входе формирователя 1 запускается также элемент 2 задержки. За время > задержки элемента задержки напряжение на его выходе спадает до нуля,в результате выключается элемент 8 от- ф) ключения и,кроме тсго,обеспечивается подготовка к работе элемента 7 задерж ки.Вследствие выключения элемента 8 отключения на выходе блока 5 заряда запоминающего конденсатора появляет- б5 ся напряжение, величина которого примерно равна напряжению на интегрирующем конденсаторе 11 благодаря соединению управляющего входа блока 5 заряда с обкладкой интегрирующего конденсатора 11. Напряжение на выходе блока 5 заряда являетя напряжением заряда для запоминающего конденсатора б. Однако заряд конденсатора б начинается не сразу после выключения элемента 8, а происходит только после окончания времени Г задержки элемента 3 и выключения блока 4 разряда конденсатора б. Запоминающий конденсатор б разряжается за время Ф г Ь J а заряжается за время 4, причем дЛя правильного функционирования преобразователя необходимо выполнение следующих условий: должно быть меньше а Ъ вЂ” больше суммы и .После окончания времени t g задержки в элементе 2 задержки на его выходе появляется импульсное напряжение, от переднего фронта которого запускается элемент 7 задержки на время задержки. В результате этого появляется напряжение на выходе элемента 7 и, следовательно, на входе блока 9 разряда. Блок 9 разряда включается и обеспечивает быстрый разряд интегрирующего конденсатора li. Время разряда интегрирующего конденсатора 11 равно > . Для обеспечения нормального функционирования преобразователя продолжительность задержки должна быть больше времени с 6 разряда интегрирующего конденсатора. После окончания времени Сб задержки включается блок 9 разряда, и начинается заряд интегрирующего конденсатора 11, который происходит в течение времени

Темп изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе 11 зависит от постоянной времени цепи его заряда. Продолжительность Ь заряда интегрирующего конденсатора 11 равна общей продолжительности Т>, цикла сле дбвания входного сигнала., посту>тающего от датчика скорости, эа вычетом времени задержки элемента 7 задержПоскольку > 5 14 Тц, без особой погрешности можно принять, что продолжительность 7 заряда интегрирующего конденсатора 11 примерно равна продолжительности Т>, цикла входного сигнала"

У а напряжение на данном конденсаторе в течение времени tg практически остается неизменным и равным максимальному его значению. Заряд запоминающего конденсатора б происходит за время 74, меньшее Т, поэтому можно считать, что за время 4 заряда запоминающего конделя>сатора б напряжение на интегрирующем конденсаторе

11 имеет. постоянную величину, равную максимальной. Таким образом, на запоминающий конденсатор б происходит в течение каждого цикла Т перезапись максимального для данного цик790280

Формула изобретения ла напряжения интегрирующего конденсатора 11. В свою очередь величина максимального напряжЕния на интегрирующем конденсаторе определяется продолжительностью у, периода его заряда которая, как указывалось выше, примерно -равна продолжительности Т8 цикла. Чем выше час- тота следования входных сигналов,тем меньше продолжительность цикла

Тч, и, следовательно, тем до меньшего напряжения заряжается интегрирующий конденсатор 11. Соответсвенно этому более низким оказывается напряжение на запоминающем конденсаторе 6, являющееся выходным напряжением преобразователя. Если по условиям работЫ

-необходимо, чтобы с повышением частоты входных сигналов происходило увеличение выходного напряжения преобра- зователя, то между запоминающим конденсатором 6 и выходом преобразовате- 2О ля должен быть установлен инвертор.

Таким образом инвертором может быть, например, генератор тока или операционный усилитель.

Преобразователь обладает высоким быстродействием, поскольку напряжение на выходе меняется в течение каждого цикла входного сигнала,его характе-, ристики не зависят от скважности. и ЗО формы его входного сигнала. Данные особенности преобразователя позволя- ют испольэовать его в автомобильных электронных устройствах автоматики, при этом преобразователь имеет простое схемное решение и, следовательно, обладает высокой надежностью в работе.

Преобразователь для систем автомагического управления, содержащий формирователь импульсов, вход которогО соединен с входной шиной, запоминаю" щий конденсатор., одна обкладка кот6рого соединена с общей шиной, а другая — с выходами блоков заряда и разряда запоминающего конденсатора и выходной шиной, первый элемент задер« жки, выход которого соединен со входом блока разряда запоминающего конденсатора, интегрирующий конденсатор, одна обкладка котброго соединена с общей шиной, а .другая — с выходами блоков заряда и разряда интегрирующего конденсатора и входом блока за-. ряда запоминающего конденсатора, второй элемент задержки, выход которого соединен со входом блока разряда интегрирующего конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введен элемент отключения, выход которого соединен с управляющим, входом блока заряда запо" минающего конденсатора, а вход - с входом второго элемента задержки, и третий элемент задержки, выход ко- торого соединен со входом элемента отключения, а вход — с выходом формирователя импульсов и входом первого элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грэм Дж. и др. Проектирование и применение операционных усилителей.

М.„ "bbrp" 1974,с.454-455, фиг. 11.18.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 203736, кл. Н 03 D 3/14, 31.08.66.

И Заказ 9073/65

Щуд/,Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул ° Проектная, 4