Преобразователь частоты в напряжение Советский патент 1981 года по МПК H03K9/06 

Изобретение относится к информацион но-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматическог управления. Известен преобразователь частоты в напряжение, содержащий измеритель периода входного сигнала и гиперболический функциональный преобразователь i Однако он обладает малой точностью 1феобразования, что обусловлено темпера турной временной нестабильностью гиперболического преобразователя. Известен также гфеобразователь частоты в напряжение, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепочку, дио элемент задержки и элемент НЕ, генератор опорной частоты, элемент И, вход которого подключены к выходам генератора отпорной частоты и элемента НЕ, счетчик, счетный вход которого - подключен к выходу элемента И, а вход йтановки нуля - к выходу элемента, задержки, регистр, вход записи которого соединен со входом элемента задержки, а разрядные входы - с разрядными выхо.амкг счетчика, операционный усилитель, первую группу ключeйv коммутационные входы которых соединены с выходами операционного усилителя, а управляющие входы с прямыми разрядными выходами регистра, и первый источник опорного напряжения {Д). Недостатком данного устройства является низкая точность гфеобразовацаия, обусловленная конечным входом токов операционного усилителя. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в известный щзеобразователь частоты В напряжение, содержащий последовательно соединенные усилш ель-ограничитель, двфференцируюо ю цепочку, диод, элемент задержки и элемент Е, генератор опорной частоты,,элемент И, входы которого подключены к выходам генератора опорной ч астоты и элемента НЕ, счетчик, ;счетньГй вход которого подключен к выходу элемента И, а вход установки нуля - к выходу элемента задержки, регистр, вход записи KOTCfporo соединен со входом элемента задержки, а разрядные входы - с разрядными выходами, счетчика, операционный усилитель,. первую группу ключей, коммутационные входы которых соединены с выходами операционного усилителя, а управляющие входы - с прямыми разрядными выходами регистра, и первый источник опорного напряжения введены резистивная сетка R -2R, выход которой соединен с инвертирующим входом опера иконного усилителя, вторая группа клю чей, коммутационные входы которых подкл ючены к выходу первого источника опорного напряжения, выходы соединены С выходами соответствующих ключей первой группы и со входами резистивной сетки R -2R, а уткравляющие входы - с инверсными разрядными выходами регис тра, и второй источник опорного напряжения, Ьыход которого подключен к; нешшерТ1фуютему входу операционного усилителя. На чертеже изобрагкена структурная схема предлазгаемого преобразователя частоты в напряжение. Преобразователь содержит усилительограничитель 1, срединенный через после довательно включенные дифферендирую- щую цепочку 2 и диод 3 со входом раэрешешш записи регистра 4 и входом элемента 5 задержки, причем выход элемента 5 задержки подключен ко входу установки нуля счетчика 6 и через элемент НЕ 7 ко входу элемента И 8, другой вход которого соединен с выходом генератора 9 опорной частсхгы, а выход со счетным входом счетчика 6, разрядные вьпсоды которогЪ соединены с pasредными входами регистра 4, 1фямые разрядные выходы которого срединены с управляющими входами первой группы ключе to, а инверсные-с управляющи ми входами второй груш1ы ключей 11, Коммутационные входы первой группы ключей Ю сое динены с выходом операционного усилителя 12, а второй группы - с выходом яервсяго источника 13 опорного напряжения Коммутационные выходы соответст ющих ключей из первой н второй групп соединены между собой и со входами реаистивной сетки R -2R 14, выход которо соединен с инвертирующим входом операаионного усилш еля 12, К нешшерт ующему входу усилителя 12 подсоединен выход второго источника 15 опорного напряжения. Устройство ра1ботает следующим образом. . Входной сигнал усиливается и ограничивается усилителем-ограничителем 1 и дифференцируется дифференцирующей цепочкой 2. Импульс, соответствующий началу периода, проходит через диод 3 и переписывает в регистр 4 число, записанное в счетчике 6. Импульс с выхода. элемента 5 задержки сбрасывает чик 6 в нуль. На счетный вход счетчика 6 в течение периода поступают импульсы с генератора 9 опорной частоты через элемент И 8. Для исключения лояшых срабатываний на время установки счврчика в нуль сигнал с выхода элементаНЕ 7 препятствует прохождению импульсов опорной частоты на вход счетчика. Таким образом, записанное в регистре 4 число прямо пропорционально периоду входного сигнала. Выходное напряжение операционного усилителя 12 О1д)еделяется выражением II „ Joo,,,-d.0on dn , выходные напряжения источников опорного напряжения, tL - коэффициент передачи Повышение точности предлагаемого. 15)еобразователя обусловлено тем, что Выходное сопротивление сетки 14 постоянно, следовательно, постоянно и сопротивление, подсоединенное ко входу усилителя 12. Благодаря этому йсклю - чается составляющая погрещность, обусловлеШ1ая 1шменеш1ем падения напряжения на эквивалентном сопротивлении, подключенном ко входу усилителя 12, за счет изменения этого сопротивления. Фор мула изобретения Преобразователь частоты в напряжение, содержащий последовательно соединенные усшйзтель-ограничитель, дифференщфующую цепочку, диод, элемеат задержки и элем ент НЕ, генератор, опярной частоты, элемент И, входы которого подключены к выходам генератс а опорной чаототы и элемента НЕ, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу