Измерительный частотный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H03K13/02 

(S4) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для функционального моделирования в гибридных аналого-цифровых машинах и ири цостроении измерительных приборов.

Известен измерительный частотный преобразова- S тель, содержащий два интегратора, два сравнивающих устройства, выходы которых соединены через коммутатор с разрядными ключами интегратора, и источник опорных напряжений, выход которого подключен к входам сравнивающих устройств.10

Однако эти устройства обладают недостаточной точностью преобразования и ограниченными функциональными возможностями.

Цель изобретения - повьпиение точности преобразования.0& Для этого измерительный частотный преобразова- . тель снабжен тремя cyNoiaTopaMH, масштабиым усшгателем, распределителем импульсов и нуль-органом, первый вход которого через первый сумматор, мас:штабный усилитель подключен к первым входам|вто- (.910 рого н третьего сумматоров, второй второму выходу источника опорных напряженМ, л выход че-- - рез распределитель импульсов соединен с вторым входом масштабного усилителя и с третьим выходом источника опорных напряжений, причем выход комму- 35

татора подключен ко второму входу распределителя импульсов, четвертый выход источника опорных нап;ряжений подключен ко второму входу первого (су м|матора, а пятый его выход - к вторым входам второ1го и третьего сумматоров, выходь которых здепьно соединены с вторыми входами срав1швающих уст- i ройств, а третьи входы - с выходами интеграторов.

На фиг.1 изображена электрическая функциональная схема измерительного частотного преобразо|Вателя; на фиг.2 - графики, поясняющие принцип его .работы.

I Преобразователь содержит интеграторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, сравнивающие устройства 5 и 6, , коммутатор 7, разрядные ключи 8 и 9 интеграторов 1 и 2 соответственно, источник опорных напряжеу НИИ 10, нуль-opnur 11, сумматор 12, масштабный усилитель 13 и распределитель импульсов 14.

Работает йзмеритёльный астотиьш преоё разова-, тель следующим образом.

Входная величина X подается на входы интеграIfcipoB 1 и 2 и преобразуется поочередно работающими интеграторами в линейно изменяющееся напряжение. IB момент равенства выходного напряжения интгграjTopa 1 и 2 с опорным напряжением Лцп oni, {сравнивающими устройствами 5 или 6 вырабатывает ся импульс, поступающий на коммутатор 7, Комму.татором 7 производатся блокировка и сброс одного из интеграторов 1 или 2 в момент работы другого. Частота переключешгя коммутатора 7 определяется зависимостью f 2х„„Т - опорные напряжения ОП 00 Ofl сравнивающих устройств 5 и 6; Т т/ Т, постоянные времени интеграторов ) 1 и 2. Для воспроизведения широкого класса функциональных зависимостей в преобра зователь дополнительно зво,пдтсй куль-орган 11, три сумматора 3, 4 я 12, масштабньтй усгиштель 13 и распределитель 14: Этл блоки составляют цепь коррек1ЩИ и вырабатывают напряжение, пропорциональное функщ-1и коррекции (разность меходу нелтгейной. фу1-гк:цкей к ее кусочно-лккейг ьзм прибл1 жешзем (фиг.2,б|. Таким образом, основной канал {фиг.1| выраОатывзет частоту, пропорциональную кусочно-линейноivty приближегшю функщш (фш .2,а), а цеяь коррекцш вырабатывает корректирующее напряжение, которое сум шругтся в сумматорах 3 к 4 с выходньгм напряжением интеграторов 1 и 2. Для определе1жя велищ- нь корректируюпдегс напряжения строится функция коррекции, кот.орая равна разности иолинейной функцией f х. и ее кусочно-линейным приближением j 1 Ссм.фиг.2Ь. КОр fjirfx2 (}-ККЗатем, пркрлеияя метод кусочно -линейной аппфоксимащш, представляют эту кривую подходящим числом отрезков. Чпспо аппроксимирующих отрезков зависит О1 требуемой точности. ,Для каждого из отрез ков определяются значещш:.ДХ.( . дх дк-з, АКз, йЯ; Xj Хз.Хз ДХ,.йК, Значения А/,, йХ2.-.ЛХпМХ,Хл:..х,в вйде нагфяжений устанавливаются в источнике опорных напряжешгй 10, а значения Д К,... д К„ ,в масштабном ус )штеле 13. При подаче входного сигналаX основной кашш преобразователя работает так, как это было описано выше. Первый импульс, который появляется на выхо де коммутатора 7 устанавливает распределитель импу сов 4в нулевое состояние..При aTONf на нуль - орган от источника опорных напряжениях 10 подается напря жение Я, а в масштабном усилителе 13 устанавливаетСИ коэффициент передачи &К. Таким образом, до значения входного сигнала на вход сумматоров 3 и 4 будет поступать напряжение Xjr ,Х где t - значение времени. Частота переключения коммутатора будет равна t, X tgbix 5Т{Ха й1С,х; . Как только входной сигнал X станет равным значению Xi сработает нуль-орган 11 и переключит распределитель импульсов 14 в положение единица. Распределитель импульсов 14переключает источник опорных напряжений 10 и на вход нуль-органа 11 подается напряжение Х2, на вход сумматора 12 - |1апряжение на вход сумматоров 3 и 4 напряжени р Хол, (.. Таким образом, на вход сумматоров 3 и 4 бу-. дет поступать н пряжеше АХ Y-idic axii (х-ак)дкг и частота переключения коммутатора будет равна fХ 1§ыд 2Г.х7 Тк1йх ±сх-дх, 2T) (х-ДХ,) ДКг. в дальнейшем работа преобразователя аналогична описанной. Формула изобретения Измерительный частотный преобразователь, содержащий два интегратора, два сравнивающих устройства, выходы которых соединены через коммутатор с разрядными ключами интегратора,и источник опорных напряжений, выход которого подключен к.входам сравнивающих устройств, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, он снабжен тремя сумматорами, масштабным усилителем, распределителем импульсов и нуль-органом, первый вход которого через первьш сумматор, масщтабный усилитель подключен к первым входам второго и третьего сумматоров, второй вход - к второму выходу источника опорных напряжений, а выход через распределитель импуль}гов соединен с вторым входом масштабного усилителя и с третьим выходом источника опорных напряжений, причем выход коммутатора подалючен ко второму входу распределителя импульсов, четвертый выход источника опорных напряжений подключен ко второму входу первого сумматора, а пятый его выход - к вторым входам второго и третьего сумматоров, выходы которых раздельно соединены с вторыми входами сравнивающих устройств, а третьи: входы - с выходами интеграторов.

0сно&иой конал

j

Фиг. i

Л.гд

д h

Хг Х/JXj Х

Л, - m;

j .