Преобразователь переменного напряжения в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/60 

фиг. /

Изобретение относится к измерительной технике в диапазонах инфра- ни зких и звуковых частот и оно може использоваться при экспериментальном определении амплитудно-фазовых частотных характеристик четырехполюсников,;; при акустических измерениях, исследованиях в области систем автоматического управления и регулирования, в геофизике, биофизике, акустике, океанологии для преобразования в цифровой код сред- невьтрямленного значения переменног напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности ,и быстродействия преобразователя.

На фиг.1 приведена функциональна схема преобразова теля; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит входную шину 1, измерительный частотный преобразователь 2, блок 3 вычитания частот с входами 4 и 5, ключ 6, счетчик 7 импульсов, выходные шины 8 преобразователя, входы 9 и 10 реверсивного счетчика 11 импульсов, преобразователь 12 код-частота, блок 13 управления.

На временной диаграмме (фиг.2) обозначено: 14 - напряжение на входной шине 1; 15 - напряжение на выходе измерительного частотного преобр зователя; 16 - напряжение на выходе преобразователя 12; 17 - напряжение выходе блока 3; 18 - напряжение на выходах блока 13.

Блок 13 управления может быть выполнен в виде ждущего мультивибратора.

В исходном состоянии при i О реверсивный счетчик 11 и счетчик 7 установлены в нуль. На вход устройства подается обрабатьшаемое напряжение U(t) , где Uf, и ft - соответственно амплитуда и частота этого напряжения (эпюра 14 на фиг. 2). Измерительный частотный .преобразователь 2 превращает сигнал U(t) в частотно-модулированную последовательность импульсов (эпюра 15 на фиг.2) с частотой cJfQt) где сОк% уи.г1 .)о - девиация частоты; Оо и J - центральная часто та и крутизна модуляционной характеристики. На суммирующий вход ре- версивного счетчика 1I поступает выходной сигнал с частотой cxJ(Sit 1 ,

на вычитающий вход - сигнал обратной связи с выхода преобразователя 12 с частотой О КМ , где N- содержимое реверсивного счетчика 11; Х - коэффициент передачи преобразователя 12. При t %0 N изменяется в соответствии с уравнением TdN/c/t + KN cj(5|f). Его решение, обращающееся в нуль, при имеет вид:

N.41

).

О.

5ihQt-2TS(os«t-e

я

-KiliTT

(1

)

Временная зависимость частоты uJ KN сигнала обратной связи представлена на эпюре 16 (фиг.2).

Блок 3 вырабатьтает сигнал с частотой uW J равной модулю разности частот сигналов, поступающих на ее входы: AU |u)(fJt)-uJV . После преобразований получаем

До)- (oJoгКТГ51сх)т

к

)

30 xsih(si-fc4-Qrct глиГ

Эпюра 17A(Lj в функции времени представлена на фиг.2, переходная компонента uJ 2хр(-к1/г) частоты AoJ эпюра а 17 на фиг.2, пунктирная кривая убьшает до уровня )) т за время t ((к)и(и)))Здесь

J;r,2 fr51oJK//K +4 - амплитуда синусоидальных полуволн частоты (J выходного сигнала ЦВЧ при (эпюра 17 на фиг.2;.

Вьшолняют численные оценки параметров преобразователя. Пусть частота обрабатьюаемого сигнала Si - , центральная частота и деви ация частоты измерительного частотного преобразователя 2 txJp нт

21Г-10 с и коэффициент передачи преобразователя 12 К 4 ТТ с Тогда uj; 4,44-.10 с-1 . Отмечено, что измерения средневыпрямлен- ного значения переменного напряжения

производятся с погрешностью менее 0,1%. если (,05 tJv 2,22-lO c- Последнее неравенство выполняется при i. 0,53 с.

3

По истечении времени С с момента включения измерительной системы блок 13 формирует строб-импульс с длительностью (Г /S2, равной полупериоду обрабатьшаемого сигнала (эпюра 18 на фиг.2). На это время открьша- ется ключ 6 и пропускает на вход счетчика 7 пачку импульсов с частотой АО) . При t Г + 7Г /Л ключ 6 закрьшается и в счетчике 7 образуется искомый результат преобразования.

М .

VK - - in- Sl

(3)

При оговоренных значениях величин в выражении (3) М 1125. Относительная погрешность результата измерений не превосходит 0,1%, для его получения потребовался интервал времени i + / 1,03 с, лишь незначительно превьш ающий по длительности период преобразуемого сигнала (1 с.

84

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в код, содержащий измери- тельный частотный преобразователь, вход которого является входной шиной, а выход через последовательно соединенные блок вычитания частот и ключ соединен с входом счетчика импyль(ioв

выходы которого являются выходными шинами, второй вход ключа соединен с выходом блока управления, реверсивный счетчик импульсов, первый вход которого объединен с вторым

входом блока вычитания частот, а

второй вход соединен с выходом из- мерительного частотного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и

быстродействия, в него введен преобразователь код-частота, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика импульсов, а выход соединен с его первым входом.

18

Составитель А.Титов Редактор Н.Рогулич Техред т.ДУбинчак Корректор Г.Решетник

Заказ 1004/60 Тираж 818Подписное

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

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать- ся для преобразования средневыпрям- ленного значения переменного напряжения в код. Изобретение позволяет повысить надежность и быстродействие устройства, что достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный частотный преобразоратель 2, блок 3 вычитания частот, ключ 6, счетчик 7 импульсов, реверсивный счетчик импульсов 11, блок 13 сравнения, введен преобразователь 12 код-частота. 2 ил. (Л