Преобразователь частоты в напряжение Советский патент 1984 года по МПК H03K13/20 

СО СП

со

X)

Фиг.1 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может йыть использовано для преобразования частотных сигналов датчиков, в измерительных частотных преобразователях в системах автоматического регулирования. Известен преобразователь частоты в напряжение,принцип действия которого основан на фиксации мгновенного значения гиперболического напряженияСтЛ . Недостаток такого преобразователя заключается в его сложности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является преобразователь, со тоящий из генератора образцовой частоты, двух элементов ИЛИ-НЕ, двух счетных RS-триггеров, бинарного счет чика с коэффициентом пересчета К 2 дифференцирующей цепи и интегратора. Элементы ИЛИ-НЕ, RS-триггеры, счетчи и дифференцирующая цепь образуют фор мирователь импульсов постоянной длительности, кратной периоду колебаний генератора образцовой частоты Сз. Данный преобразователь характеризуется сложностью и значительной погрешностью, возникающей при преобраз вании высоких частот, Цель изобретения - повышение точности при преобразовании высоких час тот. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь частоты : напряжение, содержавши генератор образцовой частоты и интегратор, введ|Э ны элемент ИЛИ-НЕ и два D-триггера, входы синхронизации которых подключе ны к выходу генератора образцовой частоты, при этом прямой и инверсный выходы первого D-триггера соединены соответственно с информационным входом второго D-триггера и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к прямому выходу второго О-триггера, а выход его соединен с входом интегратора, выход ко торого подключен к выходной шине уст ройства, входная шина которого соеди нена с информационным входом первого D триггера. На фиг, 1, представлена функцио нальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 - врзмэнные дигграммы, поясняющие его работу. Преобразователь содержит генератор 1 образцовой частоты, первый D-триггер 2, второй Э -триггер 3, элемент ИЛИ-НЕ 4 и интегратор 5. Выход генератора 1 образцовой частоты соединен с входами синхронизации D-триггеров 2 и 3 .Информационный вход D-триггера 2 подключен к входной шине. Прямой выход D-триггера 2 соединен с информационным входом Dтриггера 3, а инверсный выход D-триггера 2-е первым входом элемента ИЛИ-НЕ 4. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ 4 подключен к прямому выходу D-триггера 3, Выход элемента ИЛИ-НЕ 4 соединен с входом интегратора 5, а выход последнего подключен к выходной чшне устройства. Преобразователь работает следующим образом, С выхода генератора 1 образцовой частоты импульсная поледовательность с частотой fe (фиг. 2а) поступает на входы синхронизации D-триггеров 2 и 3. С входной шины на информационный вход D-триггера 2 поступает .последовательность импульсов преобразуемой частоты f X (фиг. 26) . На прямо:., и инверсном выходах D-Tpvirrepa 2 получают две первые последовательности импульсов преобразуемой частоты fy., синхронные с импульсами генератора I образцовой частоты (фиг, 2 в, г), которые подают соответственно на информационный вход D-триггера 3 и первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4, С прямого выхода О-триггера 3 снимают вторую последовательность синхронизированных имлульсов преобразуемой частоты . (фиг, 2 д), сдвинутую относительно первых на время, равное периоду Т колебаний генератора 1 образцовой частоты и подают на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 4. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 из этих двух последовательностей импульсов получают импульсы постоянной длительности, равной периоду колебаний генератора образцовой частоты, следующие с преобразуемой частотой f (фиг, 2 е), Сформированные импульры подают на вход интегратора 5, с эыхода .которого снимают напряжение . 1фиг, 2 ж), Среднее значение этого, напряжения равно где -К - коэффициент передачи интегратора;UQ- напряжение питания интегратораТ,- период колебаний генератора образцовой частоты, Относительная погрешность преобразбвания определяется нестабильностью напряжения питания интегратора и нестабильностью периода колебаний генератора образцовой частоты и рава, АУйИ., : ДУа . аТо тттт m ак как относительная нестабильность кварцевого) генератора образцовой астоты составляет 10 - 10 , а клад относительной нестабильности апряжения питания можно уменьшить до акого же значения подбором соответтвующих источников постоянного тока соответствующей схемл интегратора. Такая высокая точность преобразования постоянна) на всем диапазоне преобразуемых частот ( где значение fo/2 определяется условиями работы D-триггера в режиме синхронизации, а также требованием исключение- потерь информации а значение f определяется параметрами интегратора и допусти1«ым коэффициентом пульсаций выходного напряжения. Предлагаемый преобразователь имеет более простую по сравнению с известными схему и обладает значителкно большей точностью при преобразовании высоких частот.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В НАПРЯЖЕНИЕ г содержащий генератор об.раэцовой частоты и интегратор, о т 1л и.ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности при преобразовании высоких частот, в него введены элемент ИЛИ-НЕ и два D-триггера, входы синхронизации которых подключены к выходу генератора образцовой частоты, при этом прямой и инверсный выходы первого D-триггера соединены соответственно с информационным входом второго О- риггера и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен .к прямому выходу второго D-триггера, а выход его соединен с входом интегратора, выход которого подключен к выходной шине устройства, входная шина которого соединена с ин формационным входом первого 0-тригге«-в (Л

Щых

(Риг.2