Резервированный преобразователь напряжения в частоту

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналнстнческнк

Республик iii892710 (61) Дополнительное к авт. синд-ву— (22) Заявлено 09. 04. 80 (21) 2906505/18-21 с присоединением заявки № (23) П риоритет— (5I)М. Кл.

Н 03 К 13/20

3Ъпударотвеииый комитет

СССР пп делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 12. 81. Бюллетень № 47 (53) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 23, 12. 81

1

П.П.Емельянов и В.Б.Извеков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления повышенной надежности.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, компаратор и цепь импульсной обратной связи (1).

его недостатком является низкая надежность.

Известен также резервированный преобразователь напряжения в частоту, выполненньпт на идентичных каналах преобразования, выход которых подключены ко входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через первый резистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы соответственно с источником опорного напряжения и входной шиной преобразователя $2).

Недостатком известного преобразователя является наличие времени переходного процесса, связанного с переходом срабатывания мажоритарного элемента от компаратора отказавшего канала на компаратор исправного канала в момент возникновения неисправностей. Этот недостаток накладывает ограничения на примерение известного преобразователя в ряде устройств, например задающих генераторах преобразователей напряжения в системах автоматического регулирования и др.

Цель изобретения — уменьшение времени восстановления устройства после возникновения неисправности.

Поставленная цель достигается тем, что в резервированном преобразователе напряжения в частоту, выполненном на идентичных каналах преобразования, выходы которых подключены ко

3 8927 входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через пер5 вый резистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы, соответственно, с источником опорного напряжения и входной шиной преобразователя, в каждый канал между входной шиной преобразователя и входом интегратора включен третий ключ, а в каждом канале к выходу компаратора и выходу мажоритарного элемента подключены входы элемента "И" и элемента "ИСКПОЧАЮП1ЕЕ

ИЛИ", причем управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента "И", управляющий вход второго ключа соединен с выходом мажоритарного элемента, а управляющий вход-третьего ключа соединен с - выходом элемента

"ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".

На фиг.1 представлена функциональ- >> ная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит три идентичных канала преобразования 1, подключенных ко входам мажоритарного элемента 2. Каждый канал содержит интегратор 3, выход которого подключен ко входу компаратора 4, источник 5 опорного напряжения, клочи 6, 7 и 8, элемент "И" 9, элемент "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ" 10. Источник 5 соединен со входом интегратора 3 через резистор 11 и ключ 6. Вход компаратора 4 соединен с источником 5 и входной шиной

40 преобразователя через ключ 7 и резисторы 12 и 13 соответственно. На временных диаграммах (фиг. 2)-

U>1 к, ЦПк, J Шк — напряжение на выходе интегратора

3 первого, второго и третьего каналов соответственно;

0 lк, 11.Пк, U Шк — напряжение на выходе компаратора

4 первого, второго и третьего каналов, соответственно;

U — напряжение на выходе мажоритарного элемента 2;

И

0 1к, 0 Гк, U Шк — напряжение на выходе схемы "И" 9 первого, второго

10 4 и третьего каналов соответственно;

"щ 1к ".10 Пк, 1 Ик — напряжение на выходе схемы "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ"

10 Верного, второго и третьего каналов, соответственно.

Устройство работает следующим образом, При подаче преобразуемого напряжения на вход, начинается заряд конденсаторов интеграторов 3. Вследствие того, что параметры каждого канала преобразователя,не идентичны, появление сигналов на выходах компараторов должно происходить не одновременно.

Предположим, первым срабатывает компаратор первого канала, вторым — компаратор второго канала, третьим — комнаратор третьего канала.

"При срабатывании компаратора 4 первого канала на выходе элемента

"И" 9 и элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 10 появляются сигналы вследствие несовпадения состояний компаратора 4 и мажоритарного элемента 2. Сигнал элемента

11 1t

И 9 размыкает ключ 6, а сигнал элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 10 размыкает ключ 8, тем самым прекращая процесс заряда конденсатора интегратора 3 первого канала.

В момент срабатывания компаратора

4 второго канала происходит переключение состояния мажоритарного элемента

2 (вследствие совпадения сигналов с выходов компараторов 4 первого и второго каналов), при этом в первом канале ключ 6 остается разомкнутым, ключ 7 размыкается, ключ 8 замыкает ся, и начинается разряд конденсатора интегратора, во втором канале ключи

6 и 7 размыкаются, ключ 8 остается замкнутым, и начинается разряд конденсатора интегратора, в третьем канале происходит принудительное переключение компаратора 4 по сигналу мажоритарного элемента 2 посредством размыкания ключа 7, ключ 6 размыкается, ключ 8 остается замкнутым, и начинается разряд конденсатора интегратора. На фиг. 2 штриховой линией показано, как изменились бы напряжения интегратора 3 и компаратора 4 третьего канала, если бы не было синхронизации.

Таким образом, разряд конденсато1ров интеграторов всех трех каналов

710

Формула изобретения

Резервированный преобразователь напряжения в частоту, выполненный на идентичных каналах преобразования, выходы которых подключены ко входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через первый ре-, зистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы, соответственно, с источником опорного напряжения и входной шиной преобразователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени восстановления устройства после возникновения неисправности, в каждый канал между входной шиной преобразователя и входом интегратора включен третий ключ, а в каждом канале к выходу компаратора и выходу мажоритарного элемента подключены входы элемента "И" и элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", причем управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента "И", управляющий вход второго ключа соединен с выходом мажоритарного элемента, а управляющий вход третьего ключа соединен с выходом элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 651478, кл. Н 03 К 13/20, 01.12.77.

2. Авторское свидетельство СССР по сзаявке В 282124/18-21,кл.Н 03 К 13/20, 24.07.79

5 892

1начанается в одно и то же время. Предположим, что вследствие неидентичности параметров каждого канала, напряжение на конденсаторе интегратора 3 первого канала достигнет нуля первым, -----второго канала — вторым, третьего канала — третьим. При достижении напряжения на конденсаторе первого канала нуля происходит срабатывание компаратора 4, и на выходе элемента 10

"ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ" 10 появляется сигнал вследствие несовпадения состояний компаратора 4 и мажоритарного элемента 2, приводящий к размыканию ключа 8 и прекращению разряда конден- 15 сатора интегратора 3. В момент срабатывания компаратора 4 второго канала происходит переключение состояния мажоритарного элемента 2, при этом в первом канале ключ 6 замыкается, ключ щ

7 замыкается, ключ. 8 замыкается и начинается заряд конденсатора интегратора, во втором канале ключи 6 и 7 замыкаются, ключ 8 остается замкнутым и начинается заряд конденсатора ин- 25 тегратора, в третьем канале происходит принудительное переключение компаратора 4 по сигналу мажоритарного элемента 2 посредством замыкания ключа 7, ключ 6 замыкается, ключ 8 ос- 50 тается замкнутым и начинается заряд конденсатора интегратора.

Таким образом заряд конденсаторов интеграторов всех трех каналов начинается .в одно и то же время. Далее процесс повторяется.

При возникновении отказа одного любого элемента схемы, или исчезнове нии напряжения на одном любом из входов преобразователя, переходные процессы по выходной частоте отсутствуют. Предположим, что в первом канале исчезло напряжение с выхода компаратора, тогда срабатывание мажоритарного элемента а следовательно и выход !5 ная частота будут определяться частотой срабатывания исправных второго и третьего каналов. Поскольку все три канала работали на одной частоте, а мажоритарный элемент срабатывания по

50 двум сигналам из трех, то выходная частота не изменится при исчезновении сигнала с выхода первого компаратора. .Неисправности остальных элементов схемы рассматривать нецелесообразно, так !

6 как они могут быть сведены к указанной выше, т.е.. будут вызывать либо закрывание, либо открывание одного плеча мажоритарного элемента, в то время как два остальных плеча будут работать по исправным каналам.

Таким образом, благодаря отличительным признакам изобретения достигается исключение времени, необходимого для восстановления нормальной работы при возникновении неисправности.

Составитель В.Дмитриев

Редактор Г.Волкова Техред А. Бабинец Корректор А. Ференц 6

Заказ 11283/85 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4