Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение Советский патент 1978 года по МПК H03K9/06 

1

Изобретение относится к электрониым устройствам, применяемым в вычислительной технике, автоматике И телемеханике.

Известен преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, содерл ащий тактовый генератор, формирователь импульсов, длительность которых кратна периоду тактового генератора, и сглаживающий фильтр 1. Иедостатком такого преобразователя является значительная погрешность, возиикающая при преобразовапйи высоких частот.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, содерл-сащий генератор та.ктовых импульсов, синхронизатор, счетчик и сглаживающий фильтр 2. К первому выходу генератора подключен первый вход синхронизатора, второй вход которого соединен с входной клеммой преобразователя. Недостатком этого нреобразователя является сложность.

Целью изобретения является упрощение устройства. Указанна-я цель достигается тем, что в преобразователь введены устройство для вычитания частот, первый вход которого пюд ключен к второму выходу генератора тактовЫХ имиульсов, а выход - к первому входу счетчика, и ко ммутатор, входы которого подключены к выходам синхронизатор а и счетчика, а выходы - к вторым входам устройства для вычитания частот и счетчика, причем вход сглаживающего фильтра иодключеи к выходу счетчика.

На фиг. 1 представлена фуикниональная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Нреобра-зователь содержит генератор 1

тактовьгх импульсов, синхронизатор 2, коМмутатор 3, счетчик 4, устройство 5 для вычитания частот и сглаживающий фильтр 6.

К первому выходу генератора 1 подключен первый вход синхронизатора 2, второй

вход которого соединен с входной клеммой 7 преобразователя. Входы устройства, 5 подключены к второму выходу генератора 1 и « выходу коммутатора 3. Входы коммутатора 3 подключены к выходам синхронизатора 2 и

счетчика 4. Входы счетчика 4 соедииеиы с выходами коммутатора 3 и устройства 5, а выход-с входом сглаживающего фильтра 6. Синхронизатор 2 нредставляет собой логическую схему И с иа.мятью, а устройство 5 -

схему запрета с памятью: при поступлении импульса на одпь ее вход занрсща ется прохождение на выход очередного 1;мпульса, поступающего иа второй вход. Коммутатор 3 представляет собой устройство, переключающсе входной сигнал на один нз двух выходов

в зависимости си сигнала., подаваемого на упр.авляющий вход.

С (Выхода генератора 1 тактовых импульсов снимаются импульсные последователыности Fi (фиг. 2, а) и FZ (фиг. 2, б) с одинаковой частотой повторения импульсов F, сдвинутые относительно друг друга во iBipeMewn с целью исключения возможности их совпадеиия. На вха.цную клемму 7 подаются импульсы преобразуемой частоты fx (фиг. 2, в), которые за.поминаются у строй€твом памяти синхронизатора 2 и синхрон но с имлулъсами тактовой частоты вводятся в коммутатор 3 (фиг. 2, г). Пусть старший разряд счетчика 4 .находится в СОСТОЯНИИ «, при этом :С вььхода счетчика

4выдается положительный иотенциал +t/o (фиг. 2,ж) на управляющий вход коммутатора 3. Этот иютенциа.л разрешает прохождение импульсов с выхода сиих рониз,атора 2 на вход }стройства 5 для вычитаиия частот и запрещает их прохождение «а второй счетный вход счетчика 4. В этом режиме происходит заполнеиие счетчика 4 раз1ностной частостой FI - fx, снимаемой с выхода устройства

5(фиг. 2, д) и поступающей на первый счетный вход счетчика 4, продолжающееся до тех пор, ;пока ;В момепт времени ti старщий разряд не установится в состояние «О, т. е. не произойдет переполнение счетчика. При этом на выходе счетчика 4 уетаща/вливается отрицательный потевдциал -Ug (фит. 2,ж), который подается на управшяющий В1ход коммутатора 3, в рез льтате чего запрещается прохождение имплльсов с выхода синхронизатора 2 на вход устройства 5 и разрешается их прохождение на второй счетный вход счетчика 4 (фиг. 2, с). В этом режиме происходит заполнение счетчика частотой FI по первому счетному входу И частотой f по второму счетному 1ВХОДУ, т. е. счетчик 4 заполняется сумм.арпой частотой до тех пор, пока старщий разряд счетчика 4 не установится в состояние «1 в момент времени /а (фиг. 2,ж).. В этот момент на выходе счетчика 4 вновь устанавливается положительный потенциал + t/o и он заполняется разностной частотой

F,-fx.

Таким образом, л а выходе счетчнка 4 псриодически устанаеливаются потенциалы

+ t/o и -UD, равные по абсолютной В:еличине. Среднее значение напряжения, выделяемого сглаживающим фильтром 6, рав-но

г г Z, Up f

-р

где k-коэффициент передачи сглаживающего фильтра. Диапазон Пр|еобразуемых частот f определяется следующими условиями; максимальное зна-чение преобразуемой частоты /жmax не должно превыщать значения FI, т. е. fxmnx F для исключения потерь информации, (минимальное значение частоты /.vmiu определяется

параметрами сглаживающего фильтра 6 и доп}-стимым коэффициентом нульеащ выходного напряжения.

Предлагаемый преобразователь имеет более нростуло по сравнению с известным схему, ео.храняя в то же время все его положительные свойства:.

Ф о р м } л а изобретения

Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, содержащий генератор тактовых импульсов, к первому выходу которого иОДключсн первый вход синхронизатора, второй вход которого соединен е входной

клеммюй преобразователя, счетчик м сглажив ающий фильтр, о т л и ч а ю щ и и е я тем, что, с целью упрощения, в преобразователь введены устройство для вычитания частот, первый

вход которого подключен к второму ВЫХОД}

генератора тактовых импульсов, а выход к первОМу входу счетчика, и коммутатор, входы которого подключены к выходу син1хронизатора и счетчика, а выходы - к вторым входам устройства для вычитания частот и счетчика,

причем вход сглаживающего фильтрai подключен к BbiiXOTy счс-тчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3591858, кл. 307-255, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 432674, кл. Н ОЗК 13/12, 1972.

My

фиг. 1

1

UlUlLUi JJimia

а)

и

Ш1И..Ш.

i

f-«

±:

..J.,