Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03B19/00 H03B19/10 H03K5/00 

О5 С5

to

15

20

Изобретение относится к импульс- . ной технике и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Цель изобретения - повышение точности путем использования переменного напряжения для управления частотой управляемого генератора.

На чертеже представлена структурно-электрическая схема устройства. I Устройство содержит управляемый генератор 1, выходную шину 2, первый блок 3 выделения периода, входную шину 4, первый ключ 5, шину 6 постоянного напряжения, первый сглаживающий фильтр 7, второй сглаживающий фипьтр 8, второй блок 9 выделения периода, второй 10 и третий 11 ключи, усилитель 12 переменного тока,

Выход управляемого генератора 1 соединен с выходной шиной 2 устройства, с первым входом первого блока 3 выделения периода, с входом второго блока 9 выделения периода и управляю- 25 щим входом третьего ключа 11, выход которого соединен с входом усилителя 12 переменного тока, выход которого соединен с входом управляемого генератора 1«

т

Второй вход первого блока 3 выделения периода соединен с входной шиной 4 устройства, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 5, второй вход которого соединен с шиной 6 постоянного напряжения, первый.вход - с общей шиной, а выход - с входом первого сглаживающего фильтра 7, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа 11, первый вход которого соединен с выходим второго сглаживающего фильтра 8, вход которого соединен с выходом второго ключа 10, первый вход которого

.ного сигнала Т,

1

30

40

Г( - , Выходной сиг

блока 3 выделения периода поступае на управляющий вход ключа 5, обесп чивая замыкание ключа 5 на шину 6 постоянного напряжения U0 на вре мя Тд, а оставшееся время () течение каждого периода ключ 5 зам кнут на общую шину. Следовательно, среднее за период напряжение на вы

Тг

де ключа 5 равно U

о Т

(1),

оно в

деляется сглаживающим фильтром 7.

Аналогично работает и часть схе мы, состоящая- из второго блока 9 в деления периода, ключа 10 и сглажи вающего фильтра 8. За время N Тг ключ 10 подключен к источнику 6 п стоянного напряжения Т0 в течение времени одного периода Т, а остав шееся время (N ) в течение каж го периода счета ключ 10 замкнут н общую шину. Следовательно, среднее за период счета напряжение на выхо

ключа 10 равно т-™- (2). Это напря ние выделяется сглаживающим фильтром 8, Напряжения с выходов сглажи вающих фильтров 7 и 8 поступают на неподвижные контакты ключа 11, кот рый управляется сигналом управляем го генератора 1 импульсов, причем один из полупериодов подвижный кон такт 11 замыкается в верхнее, а в 35 другой полупериоц - в нижнее полож ние. При этом на его выходе формир ется сигнал, переменная составляющ которого представляет собой напряж ние прямоугольной формы с амплитуд пропорциональной разности напряжен с выходов сглаживающих фильтров 7 и 8 Эта переменная составляющая усиливае усилителем 12 переменного тока и в

соединен с общей шиной, второй вход - 45 действует на управляемый генератор

с шиной 6 источника постоянного напряжения, а управляющий вход - с выходом второго блока 9 выделения периода.

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

Выходной сигнал первого блока 3 выделения периода является импульсом напряжения с длительностью, равной периоду следования импульсов

1

импульс появляется один раз за каждый период следования импульсов вход

50

m „.

Lz генератора 1, причем указанный

55

1 импульсов,

При нулевом напряжении на выход усилителя 12 переменного напряжени генератор 1 импульсов представляет обычный автоколебательный мультиви ратор, частота которого определяет напряжением

тт РВЫХ -R2//Rj.

Аел ,,.

Характер изменения дел определя ется фазой выходного напряжения уси лителя 12 по отношению к напряжению

k ewx ри совпаДении Фаз ТЛ$6|Л и нап жения усилителя 12 Ьтдед возрастает

.ного сигнала Т,

1

Г( - , Выходной сигнал

блока 3 выделения периода поступает на управляющий вход ключа 5, обеспечивая замыкание ключа 5 на шину 6 постоянного напряжения U0 на время Тд, а оставшееся время () в течение каждого периода ключ 5 замкнут на общую шину. Следовательно, среднее за период напряжение на выхоТг

де ключа 5 равно U

о Т

(1),

оно вы5

0

5

0

0

деляется сглаживающим фильтром 7.

Аналогично работает и часть схемы, состоящая- из второго блока 9 выделения периода, ключа 10 и сглаживающего фильтра 8. За время N Тг ключ 10 подключен к источнику 6 постоянного напряжения Т0 в течение времени одного периода Т, а оставшееся время (N ) в течение каждого периода счета ключ 10 замкнут на общую шину. Следовательно, среднее за период счета напряжение на выходе

ключа 10 равно т-™- (2). Это напряжение выделяется сглаживающим фильтром 8, Напряжения с выходов сглаживающих фильтров 7 и 8 поступают на неподвижные контакты ключа 11, который управляется сигналом управляемого генератора 1 импульсов, причем в один из полупериодов подвижный контакт 11 замыкается в верхнее, а в 5 другой полупериоц - в нижнее положение. При этом на его выходе формируется сигнал, переменная составляющая которого представляет собой напряжение прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной разности напряжений с выходов сглаживающих фильтров 7 и 8. Эта переменная составляющая усиливается i усилителем 12 переменного тока и воздействует на управляемый генератор

1 импульсов,

При нулевом напряжении на выходе усилителя 12 переменного напряжения генератор 1 импульсов представляет обычный автоколебательный мультивибратор, частота которого определяется напряжением

тт РВЫХ -R2//Rj.

Аел ,,.

Характер изменения дел определяется фазой выходного напряжения усилителя 12 по отношению к напряжению

k ewx ри совпаДении Фаз ТЛ$6|Л и напРя жения усилителя 12 Ьтдед возрастает,

частота сигнала управляемого генератора 1 импульсов уменьшается, а при несовпадении фаз 1ТВ6( и напряжения

усилителя 12 U.fl. уменьшается, а час- i

тота j управляемого генератора I

импульсов возрастает. Изменение частоты Јд приводит к изменению напряжения сглаживающего фильтра 7 (см.(1)),а выходное напряжение сглаживающего фильтра 18 всегда остается постоянным (см. (2)), так как оно не зависит от частоты fg. Выходное напряжение усилителя 12 переменного напряжения воздействует на управляемый генератор 1 импульсов так, что сигнал сглаживающего фильтра 7 стремится в установившемся режиме к напряжению сглаживающего фильтра 10, т.е.

Ug. Up Tg

N Т, Отсюда получаем

,,

(3)

Генератор 1 представляет собой преобразователь амплитуды переменного напряжения в период. При этом для

изменения Т

6ЫХ

в квазистатическом

режиме фаза напряжения на входе генератора 1 должна совпадать с фазой его выходного напряжения. Поэтому при положительном напряжении U0 источника постоянного напряжения и неинвертирующем усилителе 12 переменного тока ключ 1I должен замыкаться в верхнее положение при положительной полуволне выходного напряжения генератора 1.

Формула изобретения

1. Умножитель частоты следования импульсов,содержащий управляемый ге

5

0

нератор импульсов, выход которого соединен с выходной шиной устройства и первым входом блока выделения периода, второй вход которого соединен с входной шиной, а выход - с управляющим входом первого ключа, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй - с шиной источника постоянного напряжения,а выход - с входом первого сглаживающего фильтра, усилитель и второй сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй блок выделения периода, вход которого соединен с выходной шиной, а выход - с управляющим входом второго ключа, первый вход которого соединен с общей шиной, второй вход - с шиной источника постоянного напряжения, а выход - с входом второго сглаживающего фильтра, выход которого соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом первого сглаживающего фильтра, управляющий вход - с выходной шиной, а выход - с входом усилителя, который выполнен в виде усилителя переменного тока, выход которого соединен с входом управляемого генератора импульсов. I

2. Умножитель по п. отличающийся тем, что управляемый генератор импульсов выполнен в виде 5 автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе и в него введен дополнительный резистор, первый вывод которого соединен с входом управляемого генератора, а второй вывод - с неинврртирующим входом операционного усилителя.

5

0

0

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике и автоматике Цель изобретения повышение точности путем использования переменного напряжения для управления частотой управляемого генератора. Устройство содержит управляемый генератор 1, выходную шину 2, первый блок 3 выделения периода, входную шину 4, первый ключ 5, шину 6 постоянного напряжения, первый сглаживающий фильтр 7, второй сглаживаю- рц.й фильтр 8, второй блок 9 выделения периода, второй ключ iO, третий ключ 11, усилитель 12 переменного тока. Для достижения цели введены второй блок 9 выделения периода, второй и третий ключи 10, 11, усилитель 12 переменного тока. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. с S