ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК G01R23/00 G01R19/10 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны функциональные измерительные частотные преобразователи, содержащие интеграторы, компараторы, триггер и ключи.. . Предложенный функциональный измерительный частотный преобразователь отличается от известных тем, что входы преобразователя подключены через ключи ко входам интеграторов, подсоединенных -через нуль-органы и триггер к управляющим входам ключей и к введенным распределителям импульсов, выходы которых непосредственно, а также через источник опорных напряжений подсоединены к ключам на входах интеграторов, причем один из входов преобразователя через интеграторы подключен к входам компараторов, выход одного из которых через формирователь калиброванных импульсов и ключи соединен с входами интеграторов, а выходы другого компаратора через преобразователь частоты в напряжение, а также через формирователь калиброванных импульсов подсоединены к ключам на входах интеграторов.

Зтй отличия позволяют расширить функциональные возможности преобразователя, в частности, обеспечивают возведение сомножителей в любую степень, а также получение -выходной частоты, пропорциональной или стеленному полиному (с помощью которого возможна аппроксимация любой функции, представленной в виде степенного -полинома), или отношению степенных полиномов, или любому числу сомножителей.

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

В предлагаемом устройстве вход А преобразователя подсоединен к входам интеграторов

1 и 2 и через ключи 3 и 4 к входам интеграторов 5 и 6. Выход интегратора 2 подключен ко входу компаратора 7, выход которого через формирователь 8 калиброванных -импульсов соединен с ключами 3 и 9. Выходы интеграторов 5 и 6 через нуль-органы 10, И и триггер 12 подключены к ключам 3, 4, 13, 14 и к распределителю 15 импульсов. Выход распределителя 15 подключен к источнику 16 опорного напряжения и ключам 3, 4 и 9. Выходы источника 16 подсоединены к ключам 13, 14, 17 и 18 и через ключ 9 к входу интегратора 2. Выход компаратора 7 через преобразователь 19 частоты в напряжение и ключ 20 соединен с входом интегратора 1 и

через формирователь 21 калиброванных импульсов и компаратор 22 с выходом интегратора 1. Второй вход устройства Б подключен через ключи 23 и 24 к входам интеграторов 25 и 26, выходы которых через нуль-органы

27 и 28 соединены с входами триггера 29, а выходы триггера 29 подключены к ключам 17, 18, 23, 24 и к распределителю импульсов 30. Выход распределителя импульсов 30 подключен к источнику 16 и к ключам 20, 23 и 24. Устройство работает следующим образом. Напряжение Ux подается на входы интеграторов 1 и 2 и на входы закрытых ключей 3 и 4.На выходе интегратора 2 в зависимости от знака входного напряжения Их появляется напряжение U (см. фиг. 2). При достижении выходным напряжением интегратора 2 уровня срабатывания компаратора 7 последний срабатывает и запускает формирователь 8, на выходе которого появляется импульс с длительностью /о. Этим импульсом открывается ключ: 3, и к интегратору б подключается напряжение Us, при этом на выходе интегратора 6 поддерживается нулевое напряжение. Напряжение Ux интегрируется интегратором 5 в течение времени /о. Через время U открываются ключи 4, 9 и 13, закрывается ключ 3, и на вход интегратора 2 подается напряжение f/o от источника 16. Напряжение Uo от источника 16 подается через ключ 13 на вход интегратора 5,и на его выходе напряжение уменьшается. Через время t, когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 10 и через триггер 12 закрывает ключи 4 и 13, открывает ключи 3 и 14 и через распределитель 15 подключает яа выход источника 16 напряжение Uo.,. При этом на вход интегратора 6 через ключ 14 подается напряжение t/o для разрядки конденсатора интегратора 6 до нулевого уровня, а через ключ 3 подается напряжение Ux на вход интегратора 5. При достижении нулевого уровня выходного напряжения интегратора 6 срабатывает нуль-орган 11 и через триггер 12 закрывает ключ-и 3 и 14, открывает ключи 4 и 13, и через распределитель 15 подключает на выход источника 16 напряжение UQ, . В дальнейшем работа интеграторов 5 и 6 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрирования зависит от требуемой функциональной зависимости и задается программой в распределителе 15. В течение ВременИ s.,-.+. + ---+..« (см. фиг. 2) на вход интегратора 2 через ключ 9 от источника 16 подается напряжение для разряда конденсаторов интегратора 2. В конце интервала времени У, /j. распределитель 15 закрывает ключи 3, 4, 9, и процесс повторяется с частотой, определяемой из соотношения:где k - коэффициент, учитывающий постоянную времени интегратора 2. Если постоянные времени интеграторов 5 и. б равны, то можно показать, что j f/n -У, Подставив выражение (2) в уравнение (1), получим fxi Тп1 (3) «o + О, , Частота fx поступает на преобразователь частоты в напряжение 19, на выходе которого получается напряжение -b.f . U,, k.f U+i«/t/rl L J которое подается на одЬн вход ключа 20. На выходе интегратора I напряжение нарастает по линейному закону и при достижении уровня срабатывания компаратора 22 последний срабатывает и запускает формирователь 21, на выходе которого появляется ймпульс с длительностью 4, . Этим импульсом- открывается ключ 23 и к интегратору 25 подключается напряжение Uy. На выходе интегратора 26 поддерживается нулевое напряжение. Напряжение Uy интегрируется интегратором 25 в течение времени о,. Через время , открываются ключи 17, 20, 24, закрывается ключ 23, и на второй вход интегратора 1 подается напряжение f/ig от преобразователя 19. Напряжение С/о, от источника 16 подается на вход интегратора 25 через ключ 17, и «а его выходе напряжение уменьшается. Через время у, когда напряжение на выходе интегратора 25 достигает нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 27 и через триггер 29 закрывает ключи .17 и 24, открывает ключи 23 и 18 и через распределитель 30 подключает на выход источника 16 напряжение Uo,. При этом на вход интегратора 26 через ключ 18 подается напряжение Uo, для разряда конденсатора интегратора 26 до нулевого уровня, а через ключ 23 подается напряжение и у на вход интегратора 23. При достижении нулевого уровня выходного напряжения интегратора 26 срабатывает нуль-орган 28 и через триггер 29 закрывает ключи 18 и 23, открывает ключи 17 и 24, и через распределитель 30 подключает на выход источника 16 напряжение Uo. В дальнейшем работа интеграторов 25 и 26 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрирования зависит от требуемой функциональной зависимости и задается программой в распределителе 30.

В течение времени S ty. - iy + iy, +

(CM. фиг. 2) на ВХОД интегратора 1 через ключ 20 от преобразователя частоты в напряжение 19 подается напряжение f/ig для разряда конденсатора интегратора 1.

п

в конце интервала времени S гуй распределитель 30 закрывает ключи 20, 23, 24, к процесс повторяется с частотой, определяемой из соотношения:

, .(5)

2 yk «e

Подста вляя значение UIQ из выражения (4У в выражение (5) и, учитывая, что

получим где bt - ...C/o, Таким образом, предлагаемый функциональный измерительный частотный преобразователь позволяет получить частоту, пропорциональную отношению двух сте-пенных номиналов. Следует также указать на большие функциональные возможности предлагаемого преобразователя. Так, если , а вместо Uo, Uo,,. . ., Utf подавить напряжения U, Ux,,... MXJ, f «, ж «a rf bQ-tQ , /ВЫ1 - f ff, - f -X , , Oi «e0,

U + i aД K-mf/.

X

и:

+ ... + -тг-.

и,...и,

.v/./..

и.

I --; I

то выходная частота равна

f - tf - « г т Jg 0 чх

Гвых-/г, f - т:

X Га, + i «/f/r l - m. f«a Ч- -. +

I/ 2jI.v,,

r 1

+

,-f.,---f.v, I

C/,..-J7. -C/,U

Л-, JTj -.Гз

Можно также показать, что предлагаемый функциональный измерительный частотный преобразователь позволяет получить выходную частоту, пропорциональную как любому числу сомножителей, так и любой степени от сомножителей.

25

Предмет изобретения 35 40 45 функциональный измерительный частотный поеобразователь, содержащий интеграторы, компараторы, источник опорных напряжений, триггеп и ключи, от л и ч а ющи и с.я тем, что. с целью расширения Лункниональных возможностей, входы преобпязователя подключены через ключи к входам интегпатопов. подсоединенных через нуль-органы и триггер к vnравляющим входам ключей и к введенным распределителям импульсов, ьтходы которых непосредственно, а также через источник опорных напряжений подсоединены к ключам на входах интеграторов, причем один из входов преобразователя через интеграторы подключен к входам компараторов, выход одного из которых через формирователь калиброванных импульсов и ключи соединен с входами интеграторов, а выходы ДРУГОГО комлапатора через преобразователь частоты в напряжение, а также через формирователь калиброванных импульсов подсоединены к ключам на входах интеграторов.