Преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в частоту, и может батъ использовано при 5 создании цифровых приборов для .измерения переменного напряжения, тока и магнитной индукции переменного магнитного поля.

Известен преобразователь перемен- |0 ного напряжения в частоту, содержащий преобразователи переменного напряжения в постоянное и постоянного напряжения в частоту 1.

Недостатком устройства является g низкая точность, так как погрешность преобразователя переменного напряжения в постоянное входит как составная часть в общую погрианость преобразователя,20

Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитныйэлемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, 25 входн5по и выходную, усилитель-формирйватель, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, логический элемент

совпадения, первый вход которого подк.шочен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения 2..

Недостаток преобразователя заключается в невозможности преобразования переменного напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя .

Указанная цель достигается тем, что в известный преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, входную и выходную, усилитель-Формирователь, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения, введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнения и входом усилителя-формирователя, второй логический элемент совпадения, первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магнитного элемента сравнения а второй вход через дискриминатор полярности соединен с вторым входом первого логического элемента совпадения, первыйодновибратор,вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения, второй одновибратор, вход которого подключен к вьаходу второго логического элемента совпадения через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, а выход - к управляющему входу ключа.

На фиг.1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.

. Преобразователь содержит магнитный элемент 1 сравнения, выполненный на сердечнике 2 и имеющий обмотку 3 возбуждения, выходной обмотку 4, обмоткУ 5 обратной связи и входную 6

К обмотке 3 подключен первый выход генератора 7, второй выход которого через дифференцирующую цепь 8 подключен к второму входу первого логического элемента совпадения 9, первый вход которого через усилительформирователь ip и ключ 11 подключен к выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнения. Выход логического элемента 9 совпадения, подсоединен к формирователю 12 импульсов постоянной вольт-секундной площади, выход которого через интегратор 13 подключен к обмотке 5 обратной связи магнитного элемента 1 сравнения. Вы ход дифференцирующей цепи 8 через дискриминатор 14 полярности подключен к второму входу второго логического элек{ента 15 совпадения, первый вход которого через формирователь 16 им пульсов подключен к выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнения. К выходу второго логического элемента 15 совпадения подключены одновибратор 17 и последовательно соединенные .элемент i 18 задержки и одновибратор 19. Выходы одновибраторов 17 и 19 подсоединены ко входам логического элемента ИЛИ 20, выход которой подсоединен к управляющему входу ключа 11.

Преобразователь работает следуюим образом.

Выходное напряжение генератора 7 ерез обмотку 3 возбуждает сердечник 2 магнитного элемента 1 сравнения и дновременно поступает на вход диференцирующей цепи 8 (фиг.2а). Двухолярные импульсы дифференцируемого апряжения (фиг.26) поступают на огический элемент 9 совпадения и дновременно через дискриминатор 14 олярности (например, положительные з них - фиг.2в)поступают на логиеский элемент 15 совпадения.

При положительном входном сигнале выходное напряжение магнитного элеента сравнения формируется формирователем 16 (фиг.2г) и через открытый ключ 11 формируется усилителем-формирователем 10 (фиг.2д).

Как видно из фиг.2в и 2г,импульсы с выходов дискриминатора 14 полярности и формирователя 16, проходя через логический элемент 15, имеют вид, показанный на фиг.2е. Эти импульсы запускают одновибратор 17 непосредственно, а одновибратор 19 - через элемент 18 задержки.

Длительность импульсов одновибраторов выбирается меньше периода возбуждения, время задержки - меньше длительности импульса одновибратора, а сумма длительностей импульса одновибратора и времени задержки - больше периода возбуждения. Выходные импульсы одновибраторов 17 и 19 (фиг.2з и 2и) проходят через логический элег;1ент ИЛИ 20 (фиг.2к) и поддерживают ключ 11 в открытом состоянии. При отрицательном входном сигнале выходное напряжения формирователя 16 имеет вид, изображенный на фиг.2л, и импульсы на выходе логического элемента 15 совпадения отсутствуют. Одновибраторы не запускаются,напряжение на выходе элемента ИЛИ 20 отсутствует и ключ 11 закрыт, т.е. сигнал через преобразователь не проходит.

При положительном входном сигнале импульсы с выходов усилителя-формирователя 10 (фиг.2д) и дифференцирую- щей цепи 8 (фиг.2б) проходят чере логический «элемент 9 (фиг.2ж) и через формирователь 12 поступают на выход преобразователя, а через интегратор 13 - на обмотку 5 обратной связи магнитного элемента 1 сравнения .

Таким образом, через преобразователь проходит сигнал только одной полярности и именно той, по которой осуществляется обратная связь. Благодаря этому оказывается возможным преобразование переменного напряжения при высокой частоте входного сигнала, что расширяет функциональные возможности преобразователя. Максимально возможная частота входного сигнала ограничивается лишь выбором допустимой для магнитного элемента сравнения частоты возбужде ния, которая должна быть в 10-20 ра больше частоты входного сигнала. изобретения Преобразователь напряжения в час тоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбужде НИН, обратной СВЯЗИ, входную и выходную, усилитель-формирователь, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь со вторым выходом гене ратора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольтсекундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него-введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнения и входом усилителя-формирователя, второй логический элемент совпадения, первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магн.итного элемента сравнения, а второй вход через дискриминатор полярности соединен с -вторым входом первого логического элемента совпадения, первый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения, второй одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, а выход - к управляющему входу ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ермолов Р.С. и др. Цифровые измерительные приборы. Справочник. ., Энергия, 1971, с. 28. 2.Бедов Ю.С. и др. Измерительный преобразователь сигналов постоянного тока в частоту следования импульсов с импульсной обратной связью. Труды НИИЭП. Л., 1971, вып.8, с.76-85 (прототип).