Функциональный преобразователь частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H03K9/06 G01R23/02 

( 5) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электройным устройствам, применяемым в вычислительной и измерительной техн ке, и предназначено для получения различных функциональных зависимостей напряжения постоянного тока от частоты следования импульсов. Известен функциональный преобразователь частоты в напряжение, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный через блоки синхронизации к счетчикам импульсов, и триггер управления, подключенный к сглаживающему фильтру pj. Недостатком известного устройств является ограниченная область применения, связанная с возможностью реализации только одной функции пре образования. Цель изобретения - расширение об ласти применения преобразователя. Цель достигается за счет того, что устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к двум блокам синхронизации, к одному из которых подключена шина преобразуемой частоты следования импульсов, первый и второй счетчики импульсов, входы которых соединены с блоками синхронизации и с генератором тактовых импульсов, а выходы подключены к триггеру управления, соединенному выходом со сглаживающим фильтром, дополнительно содержит блок управления, состоящий из последовательно соединенных третьего счетчика импульсов, дешифратора, коммутатора, и элемента задержки, выход которого соединен с входом второго блока синхронизации, и из делителя частоты, соединенного входом с генератором тактовых импульсов, а выходами - с третьим счетчиком импульсов, дешифратором и элементом задержки, причем выход первого блока синхронизации подключен к третьему счетчику импульсов и к элементу задержки. На фиг, 1 изображена блок-схема функционального преобразователя частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока; на фиг. 2 его выходные характеристики. Устройство содержит интегратор, состоящий из генератора 1 тактовых импульсов, подключенного к блокам 2 и 3 синхронизации и к счетчикам k и 5 импульсов, входы которых соедине ны также с блоками синхронизации 2 и 3, а выходы подключены через триггер 6 управления к сглаживающему фильтру 7, выход которого является выходом устройства, и блок управления, состоящий из последовательно соединенных счетчика 8 импульсов, дешифра- тора 9, коммутатора 10 и элемента 11 задержки, а также делителя 12 частоты, вход которого подключен к выход генератора 1 тактовых импульсов, а вы ходы подключены к элементу 11 задержки, дешифратору 9 и счетчику 8 импульсов, выход блока 3 синхронизации подключен к элементу 11 задержки и сметчику 8 импульсов, выход элемента 11 задержки подключен ко входу блока 2 синхронизации. Устройство работает следующим образом. В интеграторе импульсы тактовой частоты f от генератора 1 заполняют счетчики 4 и 5 импульсов, выходы кото рых управляют триггером 6 управления При отсутствии преобразуемой частоты f )( на выходе триггера 6 управления формируется широтно-импульсно модулированный сигнал, в котором длитель ности импульса и паузы одинаковы, напряжение на выходе фильтра 7 равно нулю. При подаче преобразуемой частоты импульсы синхронно с тактовой частотой поступают через блок 3 синхронизации на вход счетчика 5 импульсов. На счетчик импульсы х поступят через элемент 11 задержки и блок 2 синхронизации спустя время задержки Т . За это время в счетчике 5 просуммируются импульсы у, количество которых пропорциональной и f, и соответственно изменится сигнал на выходе триггера 6 и выходное напряжение Ugt,,. ЕГсли время задержки Т изменять в зависимости от преобразуемой частоты, то меняется крутизна характеристики на отдельных ее участках. что позволяет получать различные кривые. Изменение времени задержки осуществляется с помощью логического блока управления следующим образом. Импульсы преобразуемой частоты f поступают через блок 3 синхронизации на вход сметчика 8. Эти импульсы подсчитываются за время измерения Т,, задаваемое делителем 12 частоты. В омент прихода импульса Т с делителя 2 частоты в зависимости от записаного в счетчике 8 -числа с одной из ин дешифратора 9 поступает импульс правления коммутатором 10, изменяюий время задержки элемента 11. По ронту импульса Ти счетчик 8 обнулятся. Преобразуемая частота f, синронизируется тактовой частотой fy, импульсы Ти на выходе делителя 12 астоты появляются синхронно с f, о позволяет исключить потерю информации и сбои в блоке управления, так как импульсы и f сдвинуты по фазе на 180. Время задержки определяется выражением-V где tr - начальное время задержки, определяемое исходным состоянием элемента 11 задержки и частотой с первого выхода делителя Т2; ty - период следования импульсов х; длительность импульсов с делителя частоты 12; а - постоянная величина, определяющая приращение (уменьшение) времени задержки. Выходное напряжение преобразователя определяется по формуле I.a). x.(.eit- ВИ - Задание конкретных функциональных зависимрстей для преобразователя производится табличным или графическим способом. При заданной функции UgbtK Ч () , выбрав значения и TVI, можно определить постоянную а. При расчете величины а по формуле (2) необходимо учитывать, что выражение в скобках определяет время задержки. Значения Ugt,, и у берутся по кривой или по таблице для средней точки. Получив значение а, можно убе диться в справедливости формулы (2) для всех точек кривой. Определив величину а и, зная дискретность элемен та 11 задержки, можно с помощью коммутатора получить необходимые ступени приращения (уменьшения) времени задержки для реализации заданной кривой. На фиг. 2 приведены характеристики вход-выход преобразователя для различных значений а. Знак плюс в формуле (2) свидетельствует об увели чении времени задержки, вносимого элементом 11 задержки с увеличением преобразуемой частоты fy (см. кривые 13, 1 15, 16) . Знак минус - об уменьшении времени задержки с увеличением v- кривые 17, 18, J9, 20, Таким образом, допустимо получение, различных функциональных зависимостей выходного напряжения от преобраз мой частоты, а именно: Т 1 f fT . 1 .. --. - ивых - Г- ДР- Зт° 03 k-VfK, o6jiacTb Применения воляет расширить преобразователя. Формула изобретения функциональный преобразователь частоты следования импульсов в напря жение постоянного тока, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к двум блокам синхронизации, к одному из которшх подключена шина преобразуемой частоты следования импульсов, первый и второй счетчики им пульсов, входы которых соединены с блоками синхронизации и генератором тактовых импульсов, а выходы подключб ны к триггеру управления, соединенно, му выходом со сглаживающим фильтром, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, он дополнительно о держит блок управления, состоящий из последовательно соединенных третьего счетчика импульсов, дешифратора, коммутатора и элемента задержки выход которого соединен с входом второго блока синхронизации, и из делителя частоты, соединенного входом с гене-: ратором тактовых импульсов, а выходами - с третьим счетчиком импульсов, дешифратором и элементом задержки, причем выход первого блока синхронизации подключен к третьему счетчику импульсов и к элементу задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К 9/06, 1972 (прототип).

г

7

Ач./ ) т to т w stff ш w Ki.i 5 Jxfm}