Преобразователь частоты следованияиМпульСОВ B НАпРяжЕНиЕ пОСТОяННОгОТОКА Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к преобразователям частоты в постоянное напряжение и может использоваться в системах автоматического управления, в телемеханических системах, а также в устройствах измерительной и вычислительной техники.

Известен преобразователь частоты в постоянное напряжение на базе цифрового широтно-импульсного модулятбра, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с первыми входами счетчиков, выходы которых соединены с входами триггера управления, выход которого соединен со входом сглаживающего фильтра, при этом второй выход генератора соединен с первыми входами блоков синхронизации, а второй вход первого блока синхронизации - с входной щиной 1.

Однако данный преобразователь характеризуется недостаточно высокой точностью и небольщим диапазоном изменения крутизны выходной характеристики.

Цель изобретения - повыщение точности преобразования и расщирение диапазона изменения крутизны выходной характеристики.

Цель достигается за счет того, что в преобразователь частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный первым выходом с первыми входами счетчиков, выходы которых соединены с входами триггера, выход которого соединен со входом фильтра, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами блоков синхронизации, а второй вход первого блока синхронизации- с входной щиной, введены два переключателя, каждый из которых подключен между выходом соответствующего блока синхронизации и вторыми входами соответствующего счетчика.

Кроме того, для обеспечения плавной регулировки крутизны выходной характеристики внутри каждого поддиапазона, в преобразователь введен элемент управляемой задержки, выход которого Соединен с вторым входом второго блока синхронизации, а вход - с входной шиной.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст0 ройства; на фиг. 2 - выходные характеристики преобразователя.

Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока содержит (фиг. 1); генератор 1 тактовых импульсов, вырабатывающий импульсы тактовых частот FI, Fj, сдвинутые во времени на одинаковые интерв-алы, блоки 2 и 3 синхронизации, обеспечивающие введение ил пульсов преобразуемой частоты f синхронно с тактовой частотой Р., два счетчика 4 и 5 импульсов, триггер 6 управления, сглаживающий фильтр 7, управляемый элемент 8 задержки, на вход которого поступают импульсы преобразуемой частоты, и переключатели 9-1, 9-2.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в старшем разряде счетчика 5 устанавливается единица, что уменьшает его начальную емкость в два раза. При заполнении счетчиков импульсами тактовой частоты Fi счетчик 5 переполняется первым и изменит состояние триггера управления, по переполнению счетчика 4 триггер возвращается в исходное состояние, так повторяется с каждым переполнением счетчиков. При этом на выходе триггера образуется импульсное напряжение, в котором длительность импульса равна длительности паузы, так как начальная емкость счетчиков отличается вдвое. Среднее напряжение на выходе фильтра при этом равно нулю. При поступлении импульсов преобразуемой частоты fx счетчик 4 заполняется импульсами частот и fx, а счетчик 5 - только импульсами частоты РФ так как импульсы fx задерживаются на некоторое время т элементом 8. Через промежуток времени т оба счетчика заполняются импульсами частот fx и F. Следовательно, в начальный момент в счетчике 4 записывается на N импульсов больше, чем в счетчике 5 и за счет интегрирующих свойств преобразователя изменяется скважность импульсного напряжения на выходе триггера 6, что приводит к появлению на выходе сглаживающего фильтра 7 напряжения постоянного тока, величина которого зависит от значения преобразуемой частоты fx и времени задержки гэлемента 8. UbMx Ьо rfxИз выражения для Ubbix видно, что при постоянног«1 значении т напряжение на выходе преобразователя прямо пропорционально значению преобразуемой частоты. При и пользовании стабилизированных источников питания и генератора тактовых импульсов . погрешность преобразователя 0,05% и менее. Два переключателя 9-1, 9-2, механически связанные между собой, позволяют подавать преобразуемую частоту f на входы первого, второго,третьего разрядов счетчиков, что дает возможность выбора рабочего диапазона частоты f/. При этом крутизна выходной характеристики преобразователя изменяется ступенчато значения вводится коэффициент «где i - номер разряда (начиная с младшего) счетчика, на вход которого подается преобразуемая частота. При этом UBbix Uo-T- -f . Семейство выходных характеристик преобразователя изображено на фиг. 2.

Плавную регулировку крутизны характеристики вход - выход внутри каждого поддиапазона можно осуществлять изменением времени т элемента управляемой задержки, схема которого построена на элементах цифровой вычислительной техники и позволяет осуществлять регулировку крутизны с высокой дискретностью.

Формула изобретения

1.Преобразователь частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенньш первым выходом с первыми входами счетчиков, выходы которых соединены с входами триггера, выход которого соединен со входом фильтра, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми

0 входами блоков синхронизации, а второй вход первого блока синхронизации - с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования и расширения Диапазона изменения крутизны выходной характеристики, в него введены два

5 переключателя, каждый из которых подключен между выходом соответствующего блока синхронизации и вторыми входами соответствующего счетчика.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавной регулировки крутизны выходной характеристики внутри каждого поддиапазона, в него . введен элемент управляемой задержки, выход которого соединен с вторым входом второго блока синхронизации, а вход - с вход5 ной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 199529, кл. G 06 К 1/12, 1968 (прототип).

fw

f V

../r-t

Ч

н

-о I

()

8 9 70 (put.Z