Резервированный преобразователь напряжения в частоту Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

(34) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

I

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления повышенной надежности .

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий интегратор, компаратор и цепь импульсной обратной связи Г 1

Его недостатком является низкая надежность.

Известен также резервированный преобразователь напряжения в частоту, выполненньй на идентичных каналах преобразования, выход которых подключены ко входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через первый резистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы соответственно с источником опорного напряжения и входной шиной преобразователя 2.

Недостатком известного преобразователя является наличие времени переходного процесса, связанного с переходом срабатывания мажоритарного элемента от компаратора отказавшего канала на компаратор исправного канала в момент возникновения неисправ10ностей. Этот недостаток накладывает ограничения на примерение известного преобразователя в ряде устройств, например задакщих генераторах преобразователей напряжения в системах ав15томатического регулирования и др.

Цель изобретения - уменьшение времени восстановления устройства после возникновения неисправности.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в резервированном преобразователе напряжения в частоту, выполненном на идентичных каналах преобразования, выходы которых подключены ко 3 входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко вхо ду компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через пер- , вый резистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы, соответственно, с источником опорного напряжения и входной шиной преобразователя, в каж дый канал между входной шиной преобразователя и входом интегратора включен третий ключ, а в каждом кана ле к выходу компаратора и выходу мажоритарного элемента подключены вход элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ или, причем управляющий вход первог ключа соединен с выходом элемента И управляющий вход второго ключа соединен с выходом мажоритарного элемента, а управляющий вход третьего ключа соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕ ШШ, На фиг.1 представлена функциональ ная электрическая схема преобразователя; на 4ИГ.2 - временные диаграммь, поясняницие его работу. Устройство содержит три идентичны канала преобразования 1, подключенных ко входам мажоритарного элемента 2. Каждый канал содержит интегратор 3, выход которого подключен ко входу компаратора 4, источник 5 опорного напряжения, KJHOUH 6, 7 и 8 элемент И 9, элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 10. Источник 5 соединен со входом интегратора 3 через резистор 1 и ключ 6. Вход компаратора 4 соединен с источником 5 и входной шиной преобразователя через ключ 7 и резисторы 12 и 13 соответственно. На временных диаграммах (фиг. 2)i Uel к, linK, U, ПЬс - напряжение на вы ходе интегратора 3первого, второг и третьего канало соответственно; , , и Шк - напряжение на выходе компаратора 4первого, второг и третьего канало соответственно; U/jt напряжение на выходе мажоритарног элемента 2; UfllK, и Пк, напряжение на выходе схемы и 9 первого, второго 0 и третьего каналов, соответственно; UfO 1к Пк, - напряжение на выходе схемы ИСКЛЮЧАННЦЕЕ ИЛИ 10 йервого, второго и третьего каналов, соответственно. Устройство работает следующим образом. При подаче преобразуемого напряжения на вход, начинается заряд конденсаторов интеграторов 3. Вследствие того, что параметры каждого канала преобразователя;не идентичны, появление сигналов на выходах компараторов должно происходить не одновременно. Предположим, первым срабатывает компаратор первого канала, вторым - компаратор второго канала, третьим - компаратор третьего канала. При срабатывании компаратора 4 , первого канала на выходе элемента И 9 и элемента ИСКЛЮЧАК8ЦЕЕ ИЛИ 10 появляются сигналы вследствие несовпадения состояний компаратора 4 и мажоритарного элемента 2. Сигнал элемента И 9 размыкает ключ 6, а сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 размыкает ключ 8, тем самым прекращая процесс заряда конденсатора интегратора 3 первого канала. В момент срабатывания компаратора 4 второго канала происходит переключение состояния мажоритарного элемента 2 (вследствие совпадения сигналов с выходов компараторов 4 первого и второго каналов), при этом в первом канале ключ 6 остается разомкнутым, ключ 7 размыкается, ключ 8 замыкается, и начинается разряд конденсатора интегратора, во втором канале ключи 6 и 7 размыкаются, ключ 8 остается замкнуть, и начинается разряд конденсатора интегратора, в третьем канале происходит принудительное переключение компаратора 4 по сигналу мажоритарного элемента 2 посредством размыкания ключа 7, ключ 6 размыкается, ключ 8 остается замкнутым, и начинается разряд конденсатора интегратора. На фиг. 2 штриховой линией показано, как изменились бы напряжения интегратора 3 и компаратора 4 третьего канала, если бы не бьто синхронизации. Таким образом, рауряд конденсатоов интеграторов всех трех каналов 5 (начинается в одно и то же время. Пре положим, что вследствие неидентичнос параметров каждого канала, напряжение на конденсаторе интегратора 3 первого канала достигнет нуля первым -второго канала - вторым, третьего канала - третьим. При достижении напряжения на конденсаторе первого канала нуля происходит срабатывание компаратора 4, и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 появляется сигнал вследствие несовпадения состояний компаратора А и мажоритарного элемента 2, приводящий к размыканию ключа 8 и прекращению разряда конденсатора интегратора 3, В момент срабатывания компаратора 4 второго канала происходит переключение состояния мажоритарного элемента 2, при этом в первом канале ключ 6 замыкается, ключ 7 замыкается, ключ. 8 замыкается и на чинается заряд конденсатора интегратора, во втором канале ключи 6 и 7 замыкаются, ключ 8 остается замкнутым и начинается заряд конденсатора инTerpgTopa, в третьем канале происходит принудительное переключение компаратора 4 по сигналу мажоритарного элемента 2 посредством замыкания ключа 7, ключ 6 замыкается, ключ 8 остается замкнутым и начинается заряд конденсатора интегратора. .....Таким образомJзаряд конденсаторов интеграторов всех трех каналов начинается :В одно и то же время. Далее процесс повторяется. При возникновении отказа одного любого элемента схемы, или исчезновении напряжения на одном любом из входов преобразователя, переходные процессы по выходной частоте отсутствуют. Предположим, что в первом канале исчезло напряжение с выхода компаратора, тогда срабатывание мажоритарного элемента, а следовательно, и выход ная частота будут определяться частотой срабатывания исправных второго и третьего каналов. Поскольку все три канала работали на одной частоте, а мажоритарный элемент срабатывания по двум сигналам из трех, то выходная частота не изменится при исчезновении сигнала с выхода первого компаратора. Неисправности остальных элементов схе мы рассматривать нецелесообразно, так 710 как они могут быть сведены к указанной выше, т.е..будут вызывать либо закрывание, либо открывание одного плеча мажоритарного элемента, в то время как два остальных плеча будут работать по исправным каналам. Таким образом, благодаря отличительным признакам изобретения достигается исключение времени, необходимого для восстановления нормальной работы при возникновении неисправности. . Формула изобретения Резервированный преобразователь напряжения в частоту, выполненный на идентичных каналах преобразования, выходы которых подключены ко входам мажоритарного элемента, причем каждый канал содержит интегратор, выход которого подключен ко входу компаратора, источник опорного напряжения, соединенный через первый резистор и первый ключ со входом интегратора, причем вход компаратора соединен через второй ключ и второй и третий резисторы, соответственно, с источником опорного напряжения и входной пшной преобразователя, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения времени восстановления устройства после возникновения неисправности, в каждый канал между входной шиной преобразователя и входом интегратора включен третий ключ, а в каждом канале к выходу компаратора и выходу мажоритарного элемента подключены входы элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента И, управляющий вход второго ключа соединен с выходом мажоритарного элемента, а управляющий вход третьего ключа соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ . Источники информации, принятые во внимание при экс пертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 651478, кл. Н 03 К 13/20, 01.12.77. 2.Авторское свидетельство заявке № 282124/18-21,кл.И 03 К 13/20, 24.07.79

Btuei

у,ш Л