Способ преобразования частоты в аналоговый сигнал Советский патент 1979 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение предназначено для использования в регуляторах энергетических агрегатов, электростанций и энергосистем.

Р1звесте« нифр01вой способ преобразования частоты, основанный на измерении временных промежутков-«периодов или кратным периодам, путем заполнения последних импульсами высокой эталонной частоты, на счете числа импульсов в измеряемом промежутке, запоминании результата счета и прео бразовани1И его в аналоговый сигнал 1.

Недостатком известного способа является то, что он не дает лилейного преобразования, так не позволяет получить сигнал, прямо пропорциональный непосредственно самой частоте, кроме того, реализация этого способа связана с нреодолением определенных трудностей при построении цифроаналогового преобразователя.

Наиболее близким к описываемому является способ, заключающийся в том, что ОДИН раз в период измеряемой частоты формируют импульс, длительность которого определяется частотой кварцевого генератора и емкостью счетчика и может быть принята за эталон временного интервала, с которым сравнивается измеряемый период 2.

Способ позволяет получать линейную зависимость напряжения от частоты, и реализация его несложна. Однако примене«ие этого способа требует для сглаживания выходного сигнала установки фильтра с большой постоянной времени, что существенно снижает быстродействие способа. Кроме того, при изменении уровней литаЮП1ИХ напряжений наблюдается смещение нуля на выходе, что снижает статическую точность способа.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия преобразования частоты в аналоговый сигнал. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в том, что формируют импульс эталонной длительности, сравнивают его с периодом измеряемой частоты и усредняют результат сравнения, дополнительно формируют два импульса эталонной длительности. Причем передний фронт первого импульса эталонной длительности формируют в момент, соответствующий переднему фронту сигнала измеряемой частоты, передний фронт второго импульса эталонной длительности формируют в момент, соответствующий заднему фронту, первого импульса эталонной длительности, в качестве сигнала, пропорционального пзмеряемой частоте, принимают среднее значение импульсав рассогласования, сфО|рмированных в моменты времени, когда импульсы эталонной длительности имеют одинаковый логический уровень. Формирование эталонного интервала в виде двух следующих один за другим импульсов повышает быстродействие способа при измеряемой частоте 1выше номинальной. Формирование импульсов рассогласования повышает точность способа, позволяет применять более простые фильтры при выполнении онерании усреднения, кроме того, расширяет границы применения способа при цифровой обработке данных. На фиг. 1 приведен пример реализации способа; на фиг. 2 дан график преобразования частоты. Схема содержит формирователь / импульсов измеряемой чаСтоты; /-/С-триггер 2 и 3, счетчи-ки 4 и 5, блок сравнения 6, блок усреднения 7. Импульс эталонной длительности формируется с помош,ью /-/(-триггера 2 и счетчика 4. Один раз в период по заднему или переднему фронту импульсов измеряемой частоты запускается /-/(-триггер 2 и снимает блокировку со счетчика 4. Счетчик начинает заполняться кварцованными импульсами. Ем-кость счетчи1ка равна ноловине периода номинальной частоты. Сигнал переполнения счетчика опрокидывает /-/С-триггер 2 и одновременно поступает «а формпрование по аналогичной схеме триггера 5 и счетчика 5 второго эталонного импульса. Эталонные имнульсы, снимаемые с /-/(-триггеров 2 и 3, сравнивают, как это показано на фиг. 2, а имнульсы рассогласования с блока сравнения 6 усредняют с помощью блока усреднения 7. По сравнению с цифровым измерителем частоты в известном 1 электрогидравлическом регуляторе в настоящем способе быст родействие в два раза выше, так -как измерение нроизводится каждый период меряемой частоты. При сравнении настоящего способа известным 2 с преобразователем повторных импульсов в аналоговый сигнал получается также выигрыш в быстродействии и точности преобразования, так как усредняемый сигнал пропорционален отклонению частоты от поминальной, т. е. составляет часть периода. Кроме того, настоящий способ благодаря тому, что усредняется импульсный сигнал, более универсален, что позволяет применять в качестве усредняющего устройства либо обычный фильтр, либо цифроаналоговый преобразователь. Формула изобретения Способ преобразования частоты в аналоговый сигнал, заключающийся в том, что формируют импульс эталонной длительности, сравнивают его с периодом измеряе.мой частоты и усредняют результат сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, формируют два им пульса эталонной длительHOCTii, причем передний фронт первого импульса эталонной длительности формируют в момент, соответствующий переднему фронту сигнала измеряемой частоты, передний фронт второго импульса эталонной длительности формируют в момент, соогветствующий заднемл фронту первого импульса эталонной длительности, в качестве сигнала, пропорционального измеряемой частоте, нринимают среднее значение импульсов рассогласования, сформированных в моменты времени, когда импульсы эталонной длительности имеют одинаковый логический уровень. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.«Turbine Governor ERVV 103. Pamphlet К. К. 83-101 Е, Stokholm, 1970, p. 10- П. 2.Патент США № 3591858, кл. Н 03 К 13/02, 1971.

Частота Выше

Часто.а ниже Нйнииальной

.