Преобразователь частоты в напряжение Советский патент 1991 года по МПК H03K9/06 

Ч

вых

с

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах с частотно-импульсными датчиками и в других автоматических устройствах.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение частотного диапазона,

На фиг. 1 представлена функционально- принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма напряжений в основных точках устройства.

Преобразователь содержит предварительный усилитель 1, формирователь 2 импульсов, дозирующее устройство 3, фильтр 4 нижних частот. Дозирующее устройство 3 выполнено на одновибраторе 5, накапливающем элементе 6, выполненном на конденсаторе выпрямительном элементе 7, выполненном на диоде, трех токоограничи- вающих элементах 8-10, выполненных на резисторах, источнике 11 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, поступающий на предварительный усилитепь 1,усиливается и поступает на формирователь 2 импульсов, где формируется в стабилизированные по амплитуде импульсы положительной полярности, поступающие в дозирующее устройство 3 на вход одновибратора 5 (фиг. 2а). До прихода входных запускающих импульсов к одновибратору приложено напряжение питания

11° - 11 Ra

ипит - Uon -;;-, п Rg + RIO

Интегрирующий конденсатор 6 через резистор 9 заряжен до начального напряжения

Ug Uon , 11°р .

Rg + RIO

Для эффективной работы устройства необходимо, чтобы величина зарядного сопротивления резистора 9 была бы в несколько раз больше величины балластного сопротивления резистора 10.

Импульс запуска приводит к генерации на выходе одновибратора 5 импульса с амплитудой

U5 KgUriHT,

где К - коэффициент деления напряжения одновибратором 5.

С выхода одновибратора 5 импульс поступает как на вход фильтра 4 нижних частот, так и в цепь обратной связи через сопротивление 8 и диод 7 на интегрирующий конденсатор 6. В течение действия выходного импульса с конденсатора б снимается напряжение дозаряда

((-t/T3ap)) + U6u

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Гзар - постоянная времени дозаряда-ин- тегрирующего конденсатора 6, причем Тзар Се RB, при условии Re « RIQ. Выбор параметров цепи обратной связи и интегрирующего конденсатора 6 должен быть таким, чтобы величина гяар превышала бы возможную длительность импульсов, сгенерированных одновибратором 5.

В промежутках между импульсами 1)б Us(1-exp(-ti/ T3ap))exp(-(t-ti)/ траз) + Ue0, где ti - длительность выходного импульса одновибратора 5.

Граз- постоянная времени разряда интегрирующего конденсатора 6, причем Траз Се RIO, следовательно Граз тзар(фиг. 26).

До поступления на вход одновибратора 5 запускающих импульсов зарядным сопротивлением интегрирующего конденсатора 6 служит зарядное сопротивление резистора 9, а после генерации импульсов - сопротивление резистора 8 дополнительного заряда интегрирующего конденсатора 6.

Воздействие выходных импульсов одновибратора 5 на цепь обратной связи приводит к увеличению напряжения на балластном сопротивлении резистора 10 и соответственному уменьшению его на зарядном сопротивлении резистора 9, что имеет место в течение всего времени доза- ряда и разряда интегрирующего конденсатора 6, так как Iho UG (фиг. 2в).

Таким образом, при поступлении на од- новибратор 5 импульсов запуска с определенным интервалом следования, меньшим постоянной времени разряда интегрирующего конденсатора б, на его выходе генерируется последовательность импульсов постоянной амплитуды, прямо пропорциональной напряжению на зарядном сопротивлении 9 и с частотой, равной частоте поступления запускающих импульсов (фиг. 2г).

Фильтр А нижних частот производит выделение модулирующего напряжения, величина которого пропорциональна частоте следования запускающих импульсов.

Формула изобретения Преобразователь частоты в напряжение, содержащий последовательно соединенные предварительный усилитель, формирователь импульсов, дозирующее устройство и фильтр нижних частот, выход которого является выходной шиной преобразователя, входной шиной которого является вход предварительного усилителя, при этом дозирующее устройство выполнено на трех токоограничивающих элементах, выполненных на резисторах, накопительном элементе, выполненном на конденсаторе, и источнике опорного напряжения, выход положительного потенциала которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого объединен с первым выводом второго резистора и подключен к выходу отрицательного потенциала источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения частотного диапазона, в дозирующее устройство введены одновибратор и выпрямительный элемент, выполненный на дио

де, анод которого через третий резистор подключен к выходу одновибратора, информационный вход которого является входом дозирующего устройства, вход положительного напряжения питания одновибратора подключен к выходу положительного потенциала источника опорного напряжения, вход отрицательного напряжения питания одновибратора объединен с вторым выводом второго резистора, с катодом диода и подключен к второму выводу первого резистора, выход одновибратора является выходом дозирующего устройства, второй вывод конденсатора является шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах с частотно-импульсными датчиками. В преобразователе, содержащем предварительный усилитель 1, формирователь 2 импульсов, фильтр 4 нижних частот и дозирующее устройство 3, выполненное на трех резисторах 8-10. конденсаторе 6 и источнике 11 опорного напряжения, с целью повышения надежности и расширения частотного диапазона в дозирующее устройство 3 введены одновибратор 5 и диод 7. 2 ил.

п п п ппппп

Uo

П П Ппппп

t

Фиг. 2.