ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТО'КА Советский патент 1970 года по МПК H03M1/88 

Изобретение относится к технике автоматического управления.

Известен функциональный преобразователь частоты в напряжение постоянного тока, содержащий формирователь входных сигналов, конденсаторные частотомеры, резисторы и делитель напряжения.

Недостатком известного преобразователя является невысокая точность, так как его показания зависят от температуры.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для этого цепи литания конденсаторных частотомеров соединены через добавочные резисторы с одним из полюсов источника питания. Другой полюс подключен к резистору, включенному в цень нагрузки первого конденсаторного частотомера, и к делителю напряжения, соединенному с добавочным резистором второго конденсаторного частотомера.

На фиг. 1 изображена схема нреобразователя; на фиг. 2 - диаграмма зависимости токов и нанряжений преобразователя от частоты входного сигнала.

Преобразователь содержит формирователь 1 и частотомеры 2 и 3, зашунтированиые фильтрующими коидеисаторами 4 и 5 соогветственно. Напряжение от первого полюса источника нитания подводится к частотомерам соответственно через добавочные резисторы 6

и 7. Преобразуемая частота с выхода формирователя подается одновременно на оба частотомера. С полюсом источника питания связан резистор 8, второй конец которого подсоедннен вместе с резистором нагрузки 9 к цели иагрузки частотомера 2. Второй конец резистора 9 связан со вторым полюсом источника питания, с которым связаны также цепь нагрузки частотомера 3 и делитель напряжения

на резисторах W и 11, подсоединенный другим концом к первому полюсу источника питания. Выходное нанряжение снимается с резистора 9 и иромежуточной точки делителя. Схема питается стабилизированным напряженнем.

Зависимость снимаемого с резистора 9 и делителя напряжения на резисторах 10 н 1 от подаваемой на вход . частотомеров частоты представляет собой выпуклую кривую, кривизна которой может регулироваться в больших пределах.

Для коиденсаторного частотомера, питаемого от источника напряження U, протекающий через него ток / имеет следующую зависимость

от U:

I a-f-U,(1)

где а - коэффициент пропорциональности, т. е. линейно зависит от частоты, подаваемой на вход частотомера. Если подать на частотомер fo через добавочный резистор 6 или 7 и зашунтировать переменную составляющую напряжения на частотомере фильтрующим конденсатором, то протекающий через частотомер ток / будет равен .l.U a-f(E,-IR, где д-сопротивление резистора. Отсюда a-Ep-f l + a-R,-f Так как EQ и - величины постоянные, то, подставив вместо них постоянные коэффициенты А и В, получим т. е. ток в частотомере, питаемом через добавочное сопротивление, нелинейно зависит от частоты, и зависимость эта выражается выпуклой кривой а на фит. 2. Для этого же случая зависимость напряжения и на частотомере от частоты выражается следующим образом подставляем из уравнения (2): . ргр /7 D - 01 , „ , т , г, -с 1 -|- aR,if1 + т. е. напряжение на частотомере нелинейно зависит от частоты и зависимость эта выражается вогнутой кривой б на фиг. 2. Выходное напряжение представляет собой алгебраическую сумму падений напряжепий на резисторе 9 от тока /i частотомера 2 и на части делителя на резисторах 10 и // от тока /д, определяемого напряжением U, на часто510 15 20 25 30 . 35 40 томере 3. Ток /1 зависит от частоты / в соответствии с формулой (3) (кривая а на фиг. 2), а напряжение -от частоты f в соответствии с формулой (4) (кривая б на фиг. 2). Выходное напряжение нредставляет собой алгебраическую сумму падения напряжений на резисторе 9 и делителе. Так как эти паденья имеют разные знаки, то, чтобы получить результирующую зависимость, надо из кривой а вычесть кривую б. Результирующая зависимость (кривая в) имеет ненулевой начальный уровень. Для приведения этой кривой к нулевому начальному уровню в схему введен резистор 8, падение напряжения на котором не зависит от частоты (прямая г на фиг. 2). Сумма всех трех зависимостей (1,2 и 4) дает результирующую вынуклую кривую д, которая и характеризует зависимость выходного напряжения от частоты. Каждая в отдельности кривая (а и б имеет малые возможности регулировки кривизны. Возможности же кривой д, представляющей собой их сумму, в этом отнощении значительно больще. Такая схема позволяет также в довольно больщих пределах регулировать величину выходного сигнала. Предмет изобретения Функциональный преобразователь частоты в напряжение постоянного тока, содержащий формирователь входных сигналов, конденсаторные частотомеры, резисторы и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, цепи питания конденсаторных частотомеров соединены через добавечные резисторы с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого подключей к резистору, включенному в цепь нагрузки первого конденсаторного частотомера, и к делителю напряжения, соединенному с добавочным резисторО М второго конденсаторного частотомера.

7i