Преобразователь периода следования импульсов в напряжение Советский патент 1980 года по МПК H03K9/06 

1

Изобретение относится к электрическим измерительным преобразователям, в частности к преобразователям частотных сигналов в напряжение, и может быть применено в автоматизированных системах управления и контроля.

Известен преобразователь периода следования И1мпульсов в аналоговые напряжения, содержащий два накопительных элемента, шунтируемых ключами, управляющие входы которых один непосредственно, а другой через инвертор соединены с выходом триггера со счетным входом, двухканальный электрический ключ, состоящий из выключателей соответствующих каналов, управляющие входы которых один непосредственно, а другой через дополнительный инвертор соединены с выходом блока управления, блок линейного заряда накопительных элементов, соединенный с положительным полюсом источника питания, и выходной сумматор, подключенный входами к накопительным элементам 1.

Его недостатком является низкая точность преобразования.

Известен также преобразователь периода следования импульсов в напряжение, содержащий триггер, счетный вход которого соединен с входом преобразователя, и два канала формирования линейно-изменяющегося напряжения, выходы которых подключены к входам сумматора. Каждый из каналов, содержит интегратор, выполненный на операционном усилителе и интегрирующем конденсаторе, вход которого через переключатель соединен с источником разнополярного эталонного напрял ения 2.

К недостатку этого преобразователя относится его пониженная наделшость.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе периода следования импульсов в напряжение, содержащем триггер, счетный вход которого соединен с входом преобразователя, и два канала формирования линейно-изменяющегося напрял ения, выходы которых подключены

к входам сумматора и каждый из которых содержит интегратор, выполненный на операционном усилителе и интегрирующем конденсаторе, вход которого через переключатель соединен с источником разнополярного эталонного напряжения, управляющие входы переключателей каждого канала подключены к выходам триггера, а интегрирующий конденсатор каждого канала шунтирован ключом, управляющий вход

которого соединен с управляющим входом

переключателя этого же канала через формирователь коротких импульсов.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит триггер 1, переключатели 2, 3, интеграторы на операционных усилителях 4, 5, ключи 6, 7, формирователи 8, 9 коротких импульсов, сумматор 10, источник 11 разнополярного эталонного напряжения, интегрирующие конденсаторы 12, 13. Счетный вход триггера 1 соединен с входом преобразователя, а его выходы-с управляющими входами переключателей 2, 3 и входами формирователей 8, 9. Элементы 2, 4, 6, 8, 12 образуют первый, а элементы 3, 5, 7, 9, 13-второй канал формирования линейно-изменяющегося напряжения, выходы которых подключены к входам сумматора 10. Источник 11 разнополярного эталонного напряжения соединен через переключатели 2 и 3 с входами интеграторов каждого канала. Интегратор первого канала выполнен на операционном усилителе 4 и конденсаторе 12, шунтированном ключом 6, а интегратор второго канала -на операционном усилителе 5 и конденсаторе 13, шунтированном ключом 7.

Работает преобразователь следующим образом.

На счетный вход триггера 1 поступает частотный преобразуемый сигнал, переключает его и преобразуется на его выходе в сигнал прямоугольной формы. Нолученные импульсы с единичного и нулевого выхода триггера 1 имеют взаимный фазовый сдвиг 180°. Эти импульсы проходят на управляющие входы переключателей 2, 3, попеременно подключая к входам интеграторов входные разнополярные эталонные напряжения от источника 11.

В результате интегрирования полученных прямоугольных импульсов на выходах интеграторов образуются сигналы треугольной формы со сдвигом по фазе друг относительно друга на 180°, амплитуда которых пропорциональна периоду следования входных импульсов. В начале каледого цикла интегрирования формирователь 8

или 9 вызывает соответственно замыкание ключа 6 или 7, в результате чего интегрирование начинается с нулевого уровня.

С выхода каждого интегратора напряжения треугольной формы, сдвинутые по фазе на 180°, поступают на входы аналогового сумматора 10.

В результате суммирования этих сигналов на выходе аналогового сумматора 10

образуется сигнал в виде постоянного напряжения, величина которого равна амплитуде напряжения треугольной формы, т. е. пропорциональна периоду следования входных импульсов.

Благодаря предложенным отличиям достигается повышение надежности преобразователя, так как отпадает необходимость в компенсации постоянной составляющей напряжения на выходе интеграторов.

Формула изобретения

Преобразователь периода следования импульсов в напряжение, содержащий

триггер, счетный вход которого соединен с входом преобразователя, и два канала формированиялинейно-изменяющегося

напряжения, выходы которых подключены к входам сумматора и каждый из которых

содержит интегратор, выполненный на операционном усилителе и интегрирующем конденсаторе, вход которого через переключатель соединен с источником разнополярного эталонного напряжения, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, управляющие входы переключателей каждого канала подключены к выходам триггера, а интегрирующий конденсатор каждого канала

шунтирован ключом, управляющий вход которого соединен с управляющим входом переключателя того же канала через формирователь коротких импульсов. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 382228, кл. Н ОЗК 13/16, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 571897, кл. Н ОЗК 9/06, 1976 (прототип).