Измерительный преобразователь импульсной последовательности Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к информа ционно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления.

Известен преобразователь временного интервала в напряжение, содержащий первый и второй одновибраторы, входы которых соединены соответственно с входными шинами начала и конца преобразуемого временного интервала., а выходы - с первым и вторым генераторами ударного возбуждения, выходы которых подключены к входам фазового детектора ll

Недостатки устройства - пониженные надежность и технологичность в серийном производстве, что обуслов лено необходимостью использования индуктивностей в контурах ударного возбуждения.

Известен измерительный преобразователь импульсной последовательности, содержащий первый и второй генераторы пилообразного напряжения, выходы которых соединены с входами вычитающего устройства 2.

Недостатком устройства является невозможность получения выходного напряжения постоянного тока, пропорционального периоду следования импульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в .измерительный преобразователь импульсной последовательности, содержащий первый второй генераторы пилообразного напряжения, вы10ходы которых соединены с входами вычитающего устройства, введены триггер, счетный вход которого соединен с входной шиной-преобразователя, и первый и второй элементы И, первые вхо15ды которых соединены с входной шиной преобразователя, вторые входы подключены к выходам триггера, выходы подключены соответственно к входам первого и второго генераторов пилообраз20ного напряжения, а к выходу вычйтающё го устройства подключен вход демодулятора импульсов по амплитуде, управляющие входы которого подключены к выходам триггера.

25

На фиг. 1 представлена блок-схем1 преобразователя периода следования импульсов в нап|эяжение; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его

30 работу. УстрсЛ ство содержит триггер 1, к выходам которого подключены входы элементов И 2 и 3. Другие входы элементов И и счетный вход триггера 1 соединены с входной шиной преобразователя. К выходам элементов И 2 и 3 подключены соответственно входы гене раторов 4 и 5 пилообразного напряжения (ГПН), выходы | оторых соединены с входами вычитающего устройства {ВУ) 6. Выходы триггера 1 подключены к управляющим входам ключей 7 и 8. Ключ 7 непосредственно, а ключ 8 - через инвертор 9 включены между выходом ВУ 6 и входами суммиру ющего устройства ( СУ 10, Элементы 7 - 10 в совокупности образуют демодулятор импульсов по амплитуде. На фиг. 2 представлены временные диаграь-т«1ы входного напряжения, выход ных на,1ряжений ГПН 4 и 5, ВУ 6 и все го преобразователя. Преобразователь работает следующи образом. Три гер 1 первым импульсом устана ливает-Я в единичное состояние, при. котором с прямого выхода триггера 1 на вход первого элемента -И 2 подают единичный потенциал, открывающий эле мент И 2, а с инверсного выхода триг гера на второй элемент ИЗ подают ну левой потенциал, закрывающий элемент И 3. По задним фронтам входных импул сов триггер 1 перебрасывается каждый . раз в состояние, противоположное предыдущему. Таким образом, через элемент И 2 на вход пропускают нечетные в содные импульсы, а через элемент И 3 на вход ГПН 5 пропускают четные входные импульсы, которыми осуществляют синхронизацию работы ГПН 4 и 5, задавая начало генерации выходных импульсов генераторов 4 и 5 (;;фиг. 2), Отсюда следует, что ГПН 5 запускают по:зже ГПН 4 на время, равное периоду следования Т входных импульсов и к моменту начала генерации ГПН 5 выходное напряжение ГПН4 возрастает до величины, равной произведению скорости его нарастания на время Т. После запуска ГПН 5, скорость нарабтания выходного напряжения которого равна скорости нарастания выход ного напряжения ГПН 4, разность между выходными напряжениями генераторов 4 и 5, в оставшееся время их Совместной генерации, т.е . до момент следующего запуска ГПН 4, равна значению напряжения ГПН 4, достигнутого им к моменту, запуска ГПН 5 и, следовательно, пропорциональна с коэффициентом пропорциональности, равным скорости нарастания .напряжения генераторов 4 и 5, периоду следования Т входных импульсов. После прихода на вход ГПН 4 следующего входного импульса на его выходе вновь начинают генерировать нарастающее пилообразное напряжение, причем выходное напряжение ГПН 5 в момент запуска генератора 4 равно скорости его нарастания, умноженной на время, разделяющее соседние моменты запуска ГПН 4 и 5, т.е. время равное периоду следования Т входных импульсов, и разность между выходным напряжением ГПН 4 и 5 в оставшееся время их совместной генерации пропорциональна с тем же коэффициентом пропорциональности, периоду следования Т входным импульсов, но будет противоположно по знаку. Выходные напряжения с выходов генераторов 4 и 5 подают на вход ВУ 6, с помощью, которого вычисляют разность между выходными напряжениями ГПН 4 и 5,j.e. на. выходе ВУ 6 формируют чередующиеся разнополярные импульсы, амплитуда которых пропорциональна периоду следования Т входных импульсов с коэффициентом пропорциональности, равным скорости нарастания выходных напряжений генераторов 4 и 5 пилообразных импульсов, С выхода ВУ б разнополярные импульсы подают на входы : СУ 10, на один вход СУ 10 через ключ 7, а на другой через инвертор 9 и ключ 8. Ключами 7 и 8 управляют выходными сигналами счетного триггера 1, ключи открывают при присутствии на их управляющих входах единичного сигнала от триггера 1 и закрывают нулевым сигналом триггера. При этом, в то время, когда на выходе ВУ & формируют положительные импульсы, т.е. во время от момента запуска ГПН 5 до момента запуска ГПН 4(между четным и нечетным входным импульсом, триггер 1 находится в единичном состоянии, при котором ключ 7 открыт, а ключ 8 закрыт и на СУ 10 подают через открытый ключ 7 положительное напряжение с выхода ВУ 6, а с выхода закрытого ключа 8 нулевое напряжение. В то время, когда на выходе BV 6 формируют отрицательное напряжение, т.е. во время от момента запуска ГПН 4 до момента запуска ГПН 5 (между ,нечетным и четным входным импульсом), триггер 1 находится в нулевом состоянии, при котором ключ 7 закрыт, а ключ 8 открыт и на СУ 10 подают с выхода закрытого ключа 7 нулевое напряжение, а с выхода ключа 8 положительное проинвертированное с помощью инвертора 9 с коэффициентом усиления, равным единице, выходное напряжение ВУ 6. С помощью СУ 10 осуществляют суммирование напряжений, которые подают на его входы, т.е. на выходе СУ 10 постоянно присутствует положительное постоянное напряжение, пропорциональное периоду следования входных импульсов с коэффициентом пропорциональности, равным скорости нарастания выходного напряжения генераторов пилообразного напряжения.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь импульсной последовательности, содержащий первый и второй генераторы пилообразного напряжения, выходы котоРЬ1Х соединены с входами вычитающего устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введены триггер, счетный вход которого соединен с входной шиной

преобразователя, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с входной шиной преобразователя , вторые входы подключены к выходам триггера, выходы подключены соответственно к входам первого и второго генераторов пилообрного напряжения, а к выходу вычитающего устройства подключен вход демодулятора импульсов по амплитуд управляющие входы которого подключены к выходам триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Мирский Г.Я. Измерение временных интервалов. М., Энергия, 1964, с. 58, рис. 35.

2.Авторское свидетельство СССР № 783980, кл. Н 03 К 13/20, 1979 (прототип).