Преобразователь частоты в последовательность импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/01 

СО N5

-Ч

42

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля датчиков угловых положений. Изобретение расширяет час- тотньш диапазон функционирования преобразователей. Для этого введены . блоки 2 и 7 выделения минимального и максимального напряжений соответственно. Кроме того, преобразователь содержит первьй выпрямитель 1, компаратор 3, блок 4 управления, цифро- аналоговьй преобразователь 5, второй выпрямитель 6, входные 8 и 9, выходную шину 10, пмну 11 синхронизации. При этом блоки 2 и 7 могут быть выполнены на диодных сборках. Блок 4 уп15авления может быть построен на базе реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с постоянным запоминающим устройством. Расширение частотного .гу апазона функционирования преобразователя обеспечивается при равных коэффигщ- ентах умножения частоты при увеличении крутизны преобразования, 2 ил. (С (Л

Фиг.1

,

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля параметров датчикогз угловых положений.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона функционирования преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит первый выпрямитель 1, блок 2 выделения минимального напряжения, компаратор 3, блок 4 управления, цифроаналоговый преобразователь (ЦА11) 5, второй выпрямитель 6, блок 7 выделения максимального напряжения, входные шины 8 и 9, выходную шину 10 и шину 11 синхронизации. Выход выпрямителя 1 соединен последовательно с блоком 2 вьщеления минимального напряжения, первь м входом компаратора 3, входом блока 4 управления, управляющим входом ЦАП 5, соединенного с вторым входом компаратора 3. Второй вход блока 2 выделения минимального напряжения соединен с выходом выпрямителя 6 и первым входом блока 7 выделения максимального напряжения, второй вход I

которого соединен с выходом выпрямителя 1. Входы выпрямителей 1 и 6 соединены с входными шинами.8 и 9 соот - ветственно. Выход компаратора 3 соединен с выходной шиной 10, а вход синхронизации блока 4 управления - с шиной t1 синхронизации.

Блоки 2 и 7 могут быть выполнены на диодных сборках. Блок 4 управлени может быть построен на базе реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), в котором записана функция tg с/ (с изменением о от О до 43 град), при этом значение кода tg 45 соответствует максимальному числу счетчика. Шина 11 может быть соединена с R-входом счетчика и с дополнительным R-входом триггера соединенным через нуль-орган с шиной 8 или 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные синусоидальные сигналы (фиг.2 а,б) поступают с шин 8 и 9 на выпрямители 1 и 6, где преобразуются в однополярные импульсы. Блоки 2 и 7 вьоделения экстремальных значений выделяют в каждьй момент времени ,соот

ветственно минимальный и максимальный сигналы (фиг, 2 в, г). Блок 4 управления устанавливается по шине 11 синхронизации в исходное состояние (например, его выходной код при этом соответствует чьслу 00...0), например, в момент перехода входного сигнала через нуль. Выходное напряжение ЦАП 5 определяется произведением величины его опорного напряжения (.фиг.2г) на значение числа блока 4 управления, которое образуется в нем путем счета выходных импульсов компаратора 3.

Таким образом, на выходе ЦАП 5 формируется ступенчатое напряжение, изменяющееся на некоторую величину при Ксшдом выходном импульсе устройства, которьш формируется при равенстве напряжений на входах компаратора 3 (фиг.2д). В ПЗУ блока 4 управ- - ления записана функция диапазоне О о( 45°. Это обеспечивает изменение коэффициента передачи ЦАП 5 по требуемому закону, вследствие чего выходные импульсы (фиг. 2е) распределяются равномерно (с методической погрешностью аппроксимаи,ии). Диаграммы на фиг.2д, е приведены в другом масштабе, чем диаграммы на фиг.2 а, б, в, г. При нулевом входном напряжении счетчик блока 4 управления устанавливается в состояние 0...0, а триггер блока 4 управления - в состояние, разрешающее суммирование импульсов компаратора 3.

Из фиг.2 8 следует, что максимальное число счетчика формируется при |Ug I lUg I,где Ug g - напряжение на шинах 8 и 9 (выходные импульсы формируются через равные промежутки времени) . Следовательно, в этот момент происходит реверс счетчика и его код через те же промежутки времени начинает убывать до 0...0 и т.д. При этом каждому значению кода счетчика соответствует значение выходного кода ПЗУ в пределах 0.,.0 до 1 ... 1 по функции tg of . Для равномерного формирования выходных импульсов на входах ком паратора 3 45

должно

выполняться

sin fi I

45

n|cos dl ..с , где п f) - I -

функция передачи блока 5:

sine/

COSOf

45

tgo(

45 0° .

, 1

в преобразователе происходит увеличение крутизны преобразования при ограниченной технологически 1и причинами разрядности ЦДЛ. Так, например, при разрядности ЦАП М 10 коэффициент умножения частоты п определяется из вьфажения

tg() 2 tg()

Следует учитьшать, что стандартный ЦАП - линейное устройство (одинаковое приращение ли const при каждом приращении.входного кода на 1), а в ПЗУ записывается функция tgof. Поэтому, чтобы аппроксимация функции проводилась с заданной точностью, ПЗУ должен быть большей разрядности, чем счетчик импульсов компаратора, для чего введен коэффициент С.

При этом tgof лс - минимальный ко- эффициент передачи ЦАП)

tg(45-/lo/) - максимальный коэффициент передачи ЦАП,

tg(45-Jo)

tg aol

количество необходимых дискретов коэффициента передачи ЦАП.

рг - коэффициент увеличения ЗО числа разрядов ПЗУ (заданная методичес- . как погрешность), откуда из известного для двоичных чисел имеют М log К. „

При С 4 (25%-ная погрешность аппроксимации) получают пс42000,что обеспечивает выигрьш по крутизне

327474

преобразования при заданных разрядностях и точностях относительно дискрета преобразования в 20 раз. При равных коэффициентах умножения частоты при увеличении крутизны преобразования происходит расширение частотного диапазона функционирования преобразователя.

Юформ. ула изобретения

Преобразователь частоты в последовательность импульсов, содержащий дв выпрямителя, компаратор, выход которого соединен с первым входом блока управления, выход которого соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона функционирования, в него введены блоки выделения минимального и максимального напряжения, выход первого вьшрямителя соединен с первыми входами блоков выделения минимального и максимального напряжения, выход второго вьтрямителя соединен с вторыми входами блоков выделения минимального и максимального напряжения, выход блока выделения минимального напряжения подключен к второму входу компаратора, выход блока выделения максимального напряжения соединен с вторым входом цифроаналогового преобразователя, а второй вход блока управления соединен с шиной синхронизащ1и.

i 1 I 1 1 1 I I I 1 I I ({ I

g I ill III 1111IIII i 11 t

Фиг. 2