Преобразователь частота-напряжение Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 G01R23/10 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА-НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к радиоизмерениям. По основному авт.св. W 577666 известен преобразователь частотанапряжение, содержащий формировател триггер, блок управления, два счетчика, генератор тактовых импульсов, ключ, конденсатор, сумматор, два управляемых вентиля, преобразователь цифра-аналог, усилитель, три резистора источник постоянного напряжения 11 . Недостатком этого преобразователя является недостаточная точность и невозможность измерения декремента Затухания. Цель изобретения - повышение точности и измерение декремента затухания входного сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее формиро ватель, триггер, блок управления, два счетчика, генератор тактовыз импульсов, ключ, конденсатор,суммато два управляемых вентиля, преобразова тель цифра-аналог, усилитель, три резистора и источник постоянного напряжения, дополнительно введены последовательно включенные датчик момента экстремума, триггер, первый ключ, интегратор, второй ключ, блок памяти, cyi«H jaTOp и перемножитель, второй вход которого соединен со вторым входом первого дополнительного ключа и выходом основного ключа, второй вход дополнительного сумлатора соединен с выходом источника эталонного напряжения, вторые входы второго дополнительного ключа и интеГ ратора соединены с дополнительными выходакш блока управления, второй вход дополнительного триггера соединен с выходом формирователя, а вход датчика момента экстремума соединен с входной шиной. На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит формирователь 1, триггер 2, управлйемые вентили 3 и 4, счетчики 5 и б,генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 управления, ключ 9, конденсатор 10, сумматор 11, преобразователь 12 цифра-аналог, усилитель 13, резисторы 14-16, источник 17 постоянного напряжения, датчик 18 момента экстремума, триггер 19, ключи 20 и 21 и сумматор 22, а также интегратор 23, блок 24 памяти и перемножитель 25.

Измеряемый сигнал подается на входную шину 26, выходные сигналы сниMcUOTCH с выходов 27 и 28.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигнеш, частоту которого необхо;димо измерить, поступает на вход формирователя 1, на выходе которого появляется короткий импульс в начале периода входного сигнала, изменяющий состояние триггера 2. При этом откры ваетс вентиль 3 и счетчик Ь, находящийся в нулевом состоянии, отсчитывает импульсы генератора 7. Блок 8 управления, соединенный с выходами счетчика 5, формирует разнесенные во времени и выдаваемые по.разнымцепям команды 29-33 управления.

Команда 29 поступает на управляющий вход ключа 9. При этом на конденсаторе 10 запоминается выходное напряжение сумматора 11. Команда 30 устанавливает в нулевое положение счетчик б. Команда 31 изменяет состояние триггера 2, при этом закрывается вентиль 3, открывается вентиль устанавливается в нулевое положение счетчик 5. Счетчик 6 начинает отсчет импульсов генератора 7. При этом изменяется сигнал на выходе преобразователя 12, входы которого соединены с выходалш счетчика б. Отсчет счётчиком б импульсов происходит пока не.появится на выходе формирователя 1 импульс начала нового периода. При этом триггер 2 изменит свое состояние, закроется вентиль 4, откроется вентиль 3 и повторится описанный процесс. На конденсаторе 1.0 запоминается напряжение прямо пропорциональное текущему значению частоты.

При поступлении на вход затухающи колебаний вида

-cJt и,х Р,-е S n2Kft, где Е - амплитуда входного сигнала; декремент затухания; f - частота входного сигнала. На выходе 27 присутствует напряжение, пропорциональное частоте f. На выходе датчика 18 формируются импульсы в моменты t, положительных эк(тремумов входного сигнала, изменяющие состояние триггера 19. При этом открывается ключ 20 и на вход интегратора 23 поступает напряжение Сигнал на вЕлходе интегратора описывается выражением (t-t,), где Г - постоянная времени интегратора ; t - текущее значение времени, Напряжение на выходе интегратора изменяется до тех пор, пока с форми

рователя 1 не поступит на триггер 19 импульс начаша нового периода. Триггер 19 устанавливается в начальное состояние, закрывается ключ 20. Напряжение на выходе, интегратора описывается выражением

и

гз

f

МАКС

где Т - период повторения входного

сигнала Ufcx ;

напряжение источника 17. После начала нового периода от блока 8 управления на вход управления ключа 21 поступает 32 управления. При этом в блоке 24 памяти запоминается сигнал на выходе интегратора 23. Команда 33 управлени формируемая после команды 32, устанавливает интегратор в нулевое состояние. Сигнал с блока 24 памяти и напряжение источника 17 вычитается в сумглаторе 22, выходной сигнал которого имеет вид

T-4t;

(

22

1 -ГмлксГ

где Kj,| - коэффициент

идкс передачи сумматора.

Сигнал сумматора 22 и выходной сигнал поступают на входы перемножителя 25, на выходе которого напряжение имеет вид

Ufr

к

а5 t

bU 1

где Kjj - масщтабный коэффициент

перемножителя 25. Сигнал на выходе 28 преобразователя, равный напряжению Ugjпрямо пропорционален декременту эа тухания {f входного сигнала Формула изобретения Преобразователь частота-напряжение по авт.св. № 577666, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и измерения декремента затухания входного сигнала, в него дополнительно введены последовательно включенные датчик момента экстремума, триггер, первый ключ, интегратор, второй ключ, блок памяти, сумматор и перемножитель, второй вход которого соединен со вторым входом первого дополнительного ключа и выходом основного ключа, второй вход дополнительного сумматора соединен с выходом источника эталонного напряжения, вторые входы второго дополнительного ключа и интегратора соединены с дополнительными выходами блока управления, второй вход дополнительного триггера соединен с выходом формирователя, а вход датчика момента экстремума соединен с входной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,№ 577666, кл. Н 03 К 13/02,24.06.76.