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

Изoбpeteниe относится к автоматике и может быть использовано в частотно-сле.дящнх системах.

Известио устройство, содержащее блок гальванической развязки, фильтр и выходное согласук)щее устройство 1.

Недостатком этого устройства является его н|1зкая точность.

И1бестно также устройство, содержащее блок развязки, выход которого через первый ключ соединен с входом генератора экспоненты, а через формирователь с входом селектера импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с шиной выходного сигнала и -через резистор с выходом генератора экспоненты ивходом второго ключа 2.

Недостатком извеСтиого устройства является его низкая точность.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок развязки, выход которого через первый ключ соединен с входом генератора экспоненты, а че. рез формирователь с входом селектора импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединеи с шииой выходного сигнала и через резистор с выходом геиератора экспоненты н с входом второго ключа, введены одновнбратор, к пороговых элементов, к дополнительных ключей и к дополнительных резисторов, причем второй выход селектора импульсов соединен через одновибратор с управляющим входом

10 второго ключа, вход генератора экспоненты через к параллельно включенные цепочки, каждая из которых содержит последовательно включенные одни дополнительный резис.тор и один дополнительный ключ, соединен с выходом генератора экспоненты и с

входами пороговых элементов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих дополнительных ключей.

На чертеже представлена схема преоб20 разователя частоты импульсов в напряже ие.

Предлагаемое устройство содержит блок 1 гальванической развязки, выход коVoporo через формирователь 2 соединен с входом селектора 3 импульсов, а через ключ 4 с входом генератора 5 экспоненты, выход которого соединен с уходами пороговых элементов б и 7, через ключ 8 с входом .интегратора 9 и через резистор 10 соединен 5 с шиной 11 выходного сигнала н выходом интегратора 9. Управляющий вход ключа 4 через одновибратор 12 соединен с первым выходом селектора 3, управляющий вход ключа 8 соединен с вторым выходом селектора 3, выходы пороговых элементов 6 и 7 соединены с управляющими входами дополнительных ключей 13 и 14, соохветствёнио. Входы дополнительных ключей 13 и 14 соединены с выходом генератора 5 экспоненть, а выходы соответственно через резисторы ,5 15 и 16 соединены с входом генератора 5 экспоненты. Кроме того, селектор 3 импульсов содержит триггер 17 и элементы И 18 и 19.

Преобразователь частоты импульсов в : напряжение работает следующим образом. 20

С выхода блока 1 гальванической развязки импульсы входного сигнала поступают на счетный вход триггера 17 и входы элементов И 18 и 19.

С первого выхода селектора 3 импульсов нечетные импульсы {первый, третий и т. д.) поступают на одиовибратор 12, который вырабатывает импульс определенной длительности AT, который поступает на управляющий вход ключа 4. Со второго выхода селектора 3 импульсов четные (второй, четвертый и т. д.) импульсы поступают на управляющий вход ключа 8. В момент замыкания ключа 4 напряжение на выходе гене{ атора 5 экспоненты возрастает до опредеjjeHHoro значения. После окончания импульса с выхода одновибратора 12 генератор 5 35экспоненты начинает вырабатывать экспоненциально падающее напряжение.

В начальный момент сигналами с выходов пороговых элементов 6 и 7 открыты ключи 13 и 14, которые подключают резисТоры 15 и 16 к выходу генератора 5 экспо- 40 ненты. Таким образом, постоянная времени экспоненты на выходе генератора 5 экспоненты является минимальной. По достижении напряжением на выходе генератора 5 экспо иенты значения порога порогового элемента 6 закрывается ключ 13 и отключает ре- зистор 15. Тем самым увеличивается постоян ная времени и напряжение на выходе гейератора 5 спадает медленнее. При достижении на выходе генератора 5 экспоненты порога порогового элемента 7 закрывается jg ключ 14, отключая от генератора 5 экспоненты резистор 16, что вызывает еще большее увеличение постоянной времени генератора 5 экспоненты и спад напряжеиия еще более замедляется.

Таким образом, из экспоненциального напряжения на выходе генератора 5 экспоненты формируется гиперболическое напряжение, которое используется для получения выходного сигнала.

В момент прихода четного импульса сигналом со второго выхода селектора 3 импульсов замыкается ключ 8 и на интеграторе 9 запоминается величина напряжения генератора 5 экспоненты, имеющегося в момент действия этого сигнала и соответствующего частоте импульсов на входе устройства..

В связи с тем, что напряжение на выходе 1енератора 5 экспонеиты изменяется по закону -, то Uebtx Uftf, т. е. линейно зависит of частоты входного сигнала, что позволяет значительно повысить точность преобразования частоты в напряжение.

Формула изобретения

Преобразователь частоты нмrtyльcйв в напряжение, содержащий блок развязки, выход которого чер.ез первый ключ соединен о входом генератора экспоненты, а через формирователь с входом селектора импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с щиной выходного сигнала и через резистор с выходом генератора экспоненты и с входом второго ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены одновибратор, к пороговых элементов,к дополнительных ключей и к Дополнительных резисто ров, причем второй выход селектора импульсов соединен через одновибратор с управляющим входом второго ключа, вход генератора экспоненты через к параллельно включенные цепочки, каждая из которых содержитпоследовательно-включенные

один дополнительный резистор и один дополнительный ключ, соединен с выходом генератора экспоненты и с входами пороговых элементов, выходы которь1Х соединены с управляющими входами соответствующих дополнительных ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 480186, кл. Н 03 К 9/06, 07.08.72.

2.Авторское свидетельство СССР № 696958, кл. Н 03 К 9/06, 28.09. 77.