Частотно-импульсный преобразователь

 

,:ф

ОПHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«««>995318

-Союз Советскик

Социалист ическик

Республик (61 ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24. 11-. 80 (21): 3007014/18-21 (Я) М. Кд.з

Н 03 К 13/20 с присоединениеМ заявки ¹

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (2)) Приоритет

Опубликовано 070283. Бюллетень ¹. 5 (331УДК 681. 325.. 3(088. 8) Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Автор, изобретения

В.Б.Диденко (71) Заявитель донецкое отделение- института 1 Гипроуглеавт (54). ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в «системах телемеханики дпя угольных шахт. .Известен измерительный преобра-зователь, точностные характеристики которого улучшаются схемами автоматического вычитания систематическихпогрешностей: 1 j.

Схемы автоматического вычитания систематической погрешности..со держат несколько счетчиков, сумматоры, схемы равнозначности и т.п., которые имеют большое число электрических связей на-один инФормационный разряд, чу снижает надежность рабо.ты преобразователей;

Наиболее близкйм по техническойсушности к предлагаемому является * преобразователь частотно-импульсного кодирования, который состоит из- генератора опорной частоты, аналого-вого преобразователя, счетчиков им-: пульсов, ключей делителя частотыи Формирователей импульсов (2).

Недостатком известного устройст ва является низкая точйость преобразования, обусловленная изменением начальной частоты преобразователя.под

2 влиянием дестабилизирующих Факторов . цель изобретения - повышение точности преобразования ..

Поставленная цель достигается тем : что в частотно-импульсный преобразователь, содержащий генератор спорной частоты, управляеьый гене-. ратор, два счетчика импульсов и два ключа, причем выход первого ключа соединен со счетным входом. первого счетчика импульсов, выход второго ключа соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, первые входы ключей подключены к выходу генератора опорной частоты, введен третий ключ, первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора второй Вход подключен к выходу предпоследнего разряда первого счетчика импульсов и второму входу второго ключа, третий вход третьего ключа соединен с выходом предпоследнего .разряда второго счетчика импульсов, выход последнего разряда которого соединен с управляющим входом управляемого генератора и вторым входом первого ключа, выход третьего ключа соединен с треЗО тьими входами первого и второго

995318 ключей, выход последнего разряда первого счетчика импульсов подключен к управляющему входу генератора опорной частоты.

На фиг.1 приведена структурная схема частотно-импульсного преобра- 5 зователя; на фиг.2 — временные диаг раммы, поясняющие его работу, Преобразователь содержит управ ляемый генератор 1, генератор 2 опорной частоты, счетчики 3 и 4 им- 10 пульсов, ключи 5-7, На фиг.2 обозначены сигналы на выходах: a — - предпоследнего разряда счетчика 4; 6 -последнего разряда счетчика 4; в — предпоследнего )5 разряда счетчика 31 г — последнего разряда счетчика 3; д — генератора 2; e - управляемого генератора 1; ключа 7; з — ключа б; и — ключа 5. 20

Преобразование аналоговой величины U в двоичный код выполняется за четыре такта и осуществляется следующим образом. 25

При поступлении команды ПУСК (tp) обнуляются все разряды счетчиков 3 и 4 и запускается генератор

2 (цепи начальной установки счетчиков не показаны). 30

Генератор 2 (фиг.2 Э ) работает во время tp-t4. Вне этого интервала он закрыт сигналом с выхода последнего разряда счетчика 3. С выхода генератора 1 постоянно поступает началь- .45 ная частота f<. Однако, когда на выходе последнего разряда счетчика 4 1, вместо Йн генератор 1 выдает текущее значение частоты f, пропорциональное напряжению U<.

Ключ б (фиг.2 з ) пропускает импульсы от генератора 2 на вход счетчика 4 при сигнале 0 на выходе предпоследнего разряда счетчика 3, а от генератора 1 — при 1 на выходе предпоследнего разряда счетчика. 3. Ключ 5 (фиг.2 м ) пропускает импульсы от генератора 1 на вход счетчика 3 при наличии 0 на выходе последнего разряда счетчика

4 и импульсы от генератора 2 при сиг- нале 1 на выходе последнего разряда счетчика 4. Ключ 7 (фиг.2 ж ) не пропускает импульсы от генератора 1 в моменты tо-t„ и t2-t.З по сигналам с выходов предпоследних разря- 55 дов счетчиков 3 и 4. Счетчик 4 в моменты t -t 2 является формирователем измерительного интервала, в моменты tp-t и t2-t 3 выполняет вспомогательные функции, в моменты 60

t>-t4 накапливает измеряемую информацию. Счетчик 3 в моменты t<-t g запоминает начальную частоту генератора 1, в моменты З-t< является формирователем измеРительного б5 интервала в моменты 1д 1. и выполняет вспомогательные функции.

За время первого такта (tp-t„) импульсы генератора 2 через ключ б заполняют счетчик 4. В момент сигнал с выхода предпоследнего разряда счетчика 4 (фиг.2 a) открывает ключ 7. При этом импульсы начальной частоты f управляемого генератора 1 через ключи 7 и 5 начинают запол.нять счетчик 3. 3а время второго такта (t<-t>) в счетчике 3 будет записано число импульсов, пропорциональтн т ° e ° =(tz) тн

-В момент t сигнал с выхода последнего разряда счетчика 4 (фиг.2 б ) открывает ключ 5 для импульсов генератора 2. В течение третьего такта импульсы от генератора 2 поступают на счетчики 3 и 4 одновременно. B момент t> появляется, сигнал на выходе последнего разряда счетчика 3 (фиг.2 в) и закрывает ключ б для им-пульсов генератора 2. Поэтому в счетчике 4 будет записано число N „ в дополнительном коде .(-N„). При наличии уровня. 1 на выходе предпоследнего разряда счетчика 3 ключ б пропускает импульсы с частотой f от. управляемого генератора 1, эти импульсы через ключи 7 и б поступают на вход счетчика 4. За время четвертого такта (t>-t<) счетчик 4 дополняется числом имйульсов,пропорциональным f, т.е. Nt=(t4-t3)if

Так как в преобразователе выполняется условие t -t = t -t q, то в счетчике 4 будет записано число Nx, пропорциональное измеряемой величине = я+ к °

В конце преобразования код в счетчике 4 будет равен

1 у=- -он+1) = Na+(1"н+ х) = 1х. !

В момент t4 появляется .сигнал 1 на выходе йоследнего разряда счетчика 3 (фиг.2 z ) и запрещает работу генератора 2. На этом процесс преобразования завершается до прихода следующей команды ПУСК.

Применение дополнительных элементов и функциональных связей в предлагаемом устройстве позволяет автоматически исключить ряд погрешностей, например погрешность, обусловленную изменением начальной частоты Ен . Уменьшается также погрешность йэ-за температурного и временного дрейфа, так как структурная схема преобразователя симметрична, а частоты генераторов 1 и 2 одного порядка.

Формула изобретения

Частотно-импульсный преобразователь, содержащий генератор опорной

995318 частоты, управляемый генератор, два счетчика импульсов и два ключа, при.чем выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, выход второго ключа соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, первые входы ключей подключены к выходу генератора опорной частоты, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точнос- ти преобразования, в него введен третий ключ, первый вход которого:сое динен с выходом управляемого генератора, второй вход, подключен к выходу предпоследнего разряда первого счетчика импульсов и .второму входу второго ключа, третий вход третьего ключа соединен с выходом предпоследнего разряда второго счетчика импульсов, выход последнего разряда которого соединен с управляющим. входом управляемого генератора и вторым входом первого ключа, выход третьего ключа соединен с третьими входами первого и второго ключей, выход последнего разряда первого

-счетчика импульсов подключен к управляющему входу генератора опорной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельман M.М., Шаповал Г.Г.

Автоматическая коррекция систематических погрешностей в преобразова- телях..напряжение-код. М., Энергия, 1974, с.31, рис. 14.2. Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. В.М.Шляндина. М Энергия, 1972, с.82-84, рис.2.38 .

9eS3la

Составитель Л.Плетнева

Редактор В.Петраш ТехредИ.Надь Корректор М. Демчик

Заказ 670/45 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного кож тета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная,4