Преобразователь частота-напряжение Советский патент 1980 года по МПК G01R23/10 

- . . -1 . , Изобретение относится к иэмерител ной технике и может быть испрлдззовано в приборостроении и автоматике для функционального преобразования частоты в напряжение. Известно устройство преобразования частоты, содержащее генератор, два управляющих вентиля, вычитающий и суммирующий счетчик, выходы которых соединены с системой импульсно-потенциальных ключей, два элемента ИЛИ управляющий , делитель частоты, датчик временных интервалов, блок управления и формитователь, на вход которого поступает входной сигнгш l . Недостатком устройства является , высокая сложность и малое быстродействие, . .Известен также преобразователь частота-напряжение, содержащий формироватё.пь, выход KOTOpioro соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым вхрkoM блока управления, а первый выход триггера соединён с первыми Sxoдa и первого счетчика и первого управ.пяем го вентиля, второй выход триггера jсоединен с первым входом второго управляемого вентиля, выход генера- тора соединен с вторыми входами первого и второго.управляемых вентилей, выход последнего соединен со вторым входом первого счетчика, выходы которого соединен со входами блока управ.ления, второй выхо.ц которого соединен с первыми входом второго счетчика, второй выход которого соединен с выходом первого управляемого в-знтиля, источний постоянного напряжения, три резистора, усилитель, ЦАП, сумматоры, ключ и конденсатор, причем выход источника постоянного напряжения соединен с первым входом сумматора и через первый резистор соединен со входом усилителя, вход усилителя через второй резистор соединен, с его выходами и с первым входом ЦАП, а через третий резистор с выходом ЦАП и со вторым входом сумматора, выход которого через ключ соединен с конденсатором, управляющий вход ключа соединен с третим выходом бло«а управления, а информационные входы ЦАП соединены с выходом второго счетчика 2 . Недостатком устройства является j сложность и малые функциональйые возможности.

748272

изобретения - расширение функциональных возможностей,

. Пбставленная цель достигается тем, что в преобразователь частотанапряжение, содержащий источник постоянного напряжения и формирователь, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами преобразования, введены преобразователь напряжение-частота и второй узел прёоб разования, один вход которого соединен с выходом источника напряжения, а второй подключен к выходу первого узла преобрйзова1ния через прёобрадоват.ель напряжение- v - . частота, при этом узел преобразования состоит из двух интеграторов,выхбдй которых соединены соО вётс$Венно .с первым и вторым входами сумма- ;:

Topai третий вз ОЙ1к тЙ Йгй 1пад1 Йй ченко входам интеграторов и к пер вб1м входу узла преоёраэованйя, а выход через первый ключ соединен сО схемой, памяти, причем входы управления интеграторов соответствен- но соедин:ены с выходами второго и третьего ключей, вход управления третьего ключа подключен линию задержки ко второму входу узла преобразования и ко. входам управления

первого и второго ключей. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Преобразователь частота-напряжение состоит из формирователя 1, источника 2 постоянного напряжения, преобразователь 3 напряжение-частота, узлов 4, 5 преобразования со входами А,Б и выходами С. Выходы формирователя 1 и преобразователя 3 соединены со входами А узлов соответственно, а выход источника 2

напряжения соединен со входами В

ysiiOB 4 и.5,.- - - ; . - Узлы 4, 5 имеют одинаковые структуры и состоят из ключей б, 7 входы . управления которых соединены со входом А и ключа 8, вход управления . которого соединен со входом А через . линию 9 задержки. Со входом В сЬединены входы интегратов 10, 11 и сумматора 12 другие входы которого соеЙйнены с вУходом интеграторов 10,,

Ц. Выход сумматора Соединён через .

ключ 7 и схему 13 памйти с выходом С, а выходы ключей 6,8 соединены со;: входами управления интеграторов 1,0, , 11 с(Эбтветственно.

Устройство работает следующим образом. ,.,.-::.Выгодной знакопеременный сигнал Uftn. поступает на формирователь 1, на выхОдё которого формируются короткие , ймпуЛьсы напряжения J в моменты иа«гаЗгГа пёТ;ЗИОдов входного си гнала, поступающие на вход А .узла 4 преобразования-, Эти ймпульсы открйвают;КЛИЧИ-V , /

б, 7 и, пройдя через линию задержки 9

(H.Q I откроют ключ 8. Открытые

рШючи 6, 8 устанавливают интегратор 10, 11 в начальные состояния. Открытый ключ 7 разрешает прохождение сигнала с выхода сумматора 12 на схему 13 памяти. .

Сигналы на выходах интеграторов 10, 11 ( I At) описываются выражениями

;

( (1) .-..

где К масштабный коэффициент; Q- время, на которое задерживается сигнал U. линией 9 ; задержки;

Т - йёрИоД входного сигнала U и- постоянное напряжение на выходе источника 2 напряжения Сигнал на выходе сумматора 12 описывается выражением

д- 7 -ч-лd 4- t N г (2)

где К - масштабный коэффициент, дл которого справедливо условие

(3)

При условии (3) (2) имее вид

, |OnPHt.(4)

и

4-17

1-и,ТК пРИО«-1 Т.

На схеме 13 памяти запоминается напряжение .

MrV-V- -Ч

(5)

где F - частота входного сигнала Ug Таким образом, на выходе С узла 4 преобразования получаем напряжение обратно пропорциональное частоте входного сигнала. При этом запаздывание преобразования не превышает длительности Одногопериода, .

Сигнал с выхода узла 4 поступает на преобразователь 3 напряжение-частота, формирующий на выходе импульсы и Напряжения с частотой повторения - ,-. , /

иг

.

(6)

- козфф и,1Лент преобразования преобразователя 3.

Принцип работы узла 5 преобразования идентичен с П1ринципом работы узла: 4. Нйпрйзйёния на выходах линии 9 задержки,интеграторов 10, 11, сумматора 12, схемы 13 памяти обозначены cootteeTCTBeHHo, как

- - - -M- S-W S-A Напряжение на выходе узла 5 преЬбразования . . где Tj - период следования импульсо на выходе преобразователя Kij - масштабный коэффициент. Сигнал на выходе узла 5 преобразования прямо, пропорционален частоте входного сигнала UQV Таким образом производится как прямо пропорциональное, так и обрат но пропорциональное преобразование частоты в напряжение, что увеличивает функциональные возможности уст ройства. Формула изобретения 1. Преобразователь частота- напряжение, содержащий источник постоя ного напряжения и формирователь, вы ходы которых соединены соответствен но с первым и вторым входами узла преобразования, отли ч ающи f с я тем, что,с целью расширения фун циональных возможностей, дополнител но введены преобразователь напря- жение- частота и второй узел преоб- разов.ания, один вход соединен с выходом источника напряжения, а второй подключен к выходу первого узла преобразовйния через преобразователь .напряжение- частота. ; 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что узел преобразования состоит из двух интеграторов, выходы соединены соответственно с первым и бторым входами сумматора, третий вход которого подключен ко входам интеграторов и к первому входу узла преобразования, а выход через первый ключ соединен со схемой памяти, причем входы управления интеграторов соответственно соединены с выходами второго и третьего ключей, вход управления третьего ключа подключен через линию задержки ко второму входу узла преобразования и ко входам управления первого и второго ключей. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 370539, кл. G 01 R 23/10, ,Об.О;7,7Д. 2.Авторское свидетельство СССР № 577666, кл. G 01 R .23/10, 24.06.76 (прототип).