Конденсаторный частотомер

Конденсаторный частотомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i),4 881 56

Со)о; ьоеетскнх

Социалистических

Республик (6l) За-"с "ioc с авт свнче-" (22) Заявлено 04.08,72 (21) 1816672/18-10 (51) 1. Кл. и 01г 23 00 с присоединением заявки .к, >

Государственный комитет

Совета Министров СССР (32) Приоритет

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень Хе 38 (53) УДК 621.317.7.61 (088.8) по делам изобретениЙ н открытий

Дата опубликования описания 29.01.76 (72) Ав горы нзсоретсння

И. С. Троп, В. Е. Хайкис, А, E. Пронкевич, В. Я. Баранов, Л. И. Пугачев и В. Г. Лавров

Украинский государственный проектный институт

«Тяжпромавтоматика» (71) Заявитель (54) КОНДЕНСАТОРНЪ|Й ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в быстродействующих информационных и управляющих системах, например в системах централизованного контроля для измерения скорости вращения, в качестве группового нормирующего преобразователя, а также в быстродействующих системах автоматического регулирования скорости вращения в качестве преобразователя частотного сиг . ала датчика в напряжение постоянного тока.

Известен конденсаторный частотомер, содержащий транзистор управления перезарядом, зарядно-разрядный конденсатор и

RC-нагрузку.

Недостатком известного устройства являютсН большие пульсации выходного нап)ряжения и его низкое быстродействие.

Для уменьшения пульсаций выходного сигнала и повышения быстродействия в предлагаемом устройстве па,раллельно основной,подключена аналогичная компенсационная частотомерная цепочка, и выход устройства подключен между RC-нагрузками этих двух цепочек, в которых указанные RC-нагрузки являются общим и и для двух других параллельно соединенных частотомерных цепочек, подключенных к своему ключу управления, вход которого подключен к выходу инвертора измсряемого сигнала, причем во всех частотомерных цспочках отношения емкос;и зарядно-: азрядного конденсатора к емкости своего канд. нсатора 2".ðóçêè равны друг другу при отно)пении друг к другу постоянных врсхтсни RC-. .ë5 грузок частотомеров, близком к едицнне.

На чертеже показана схема описываемого частотомера, содержащего и!.вертор 1. два транзистора 2, 3 управле|тия перезаря;ом

10 конденсаторов частотомерных цепочек. ОскOBная и компенсационная частотомерная цепочки содержат соответственно зарядно-разрядные конденсаторы 4, 5, диоды 6, 7 н 8, 9 и

RC-нагрузки 10, 11. Две другие частотомср15 ные цепочки содержат RC-нагрузку 12, 13, зарядно-разрядные конденсаторы 14, 15 и:ц:оды 16, 17 и 18, 19. Выход устройства подклцочсн между RC-нагрузкой (10, 11) и RC-нагрузкой (14, 15).

20 Во всех частотомерных цепочках выпол..ены равными отношения емкости зарядно-разрядного конденсатора к емкости своего конденсатора нагрузки. Например, отношение емкости конденсатора 4 к емкости конденса25 тора 11 в основной частотомерной цепочке равно отношению емкости конденсатора 5 к емкости конденсатора 12 в комгснсанионной частотомерной цепочке.

Сопротивления 10 и 13 различны при от33 ношении друг к другу постоянных времени

488156 г

25 зо

RC-нагрузки частотомерных цепочек, близких к единице.

Устройство работает следующим образом.

Одному полупериоду входного сигнала U„ соответствует открытое состояние транзистора 2 и закрытое состояние транзистора 3.

Конденсаторы 14 и 15 заряжаются. Ток проходит через RC-нагрузки 10, 11 и 12, 13 соответственно. Конденсаторы 4, 5 разряжаются соответственно через диоды 6, 8 и транзистор 2.

Другому полупериоду входного сигнала соответствует открытое состояние транзистора 3 и закрытое — транзистора 2. Конденсаторы

4, 5 заряжаются. Ток проходит соответственно через нагрузки 10, 11 и 12, 13. Конденсаторы 14, 15 разряжаются соответственно через диоды 16, 19 и транзистор 3. После многократного перезаряда конденсаторов 4, 5 и 14, 15 на RC-нагрузках формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное частоте измеряемого сигнала.

Напряжения на обоих RC-нагрузках одинаковы. Поэтому на выходе устройства напряжения RC-нагрузок вычитаются. Напряжение на RC-нагрузке зависит от ее сопротивления. Поэтому пульсации на выходе устройства будут отсутствовать, если,напряжен ия пульсаций на выходах частотомерных цепочек будут одинаковыми по з начению и по форме и не будут иметь фазового сдвига.

При прохождении через нагрузку частотомерной цепочки импульса зарядного тока в конденсатор 4 (5) напряжение на конденсаторе 11 (12) увеличивается на определенное значение, Это значение для фиксированной частоты входного сигнала зависит от отношения емкости зарядно-разрядного конденсатора 4 (5) к емкости конденсатора нагрузки

11 (12). Так как в обеих частотомерных цепочках эти отношения, равны друг другу, то значение и форма напряжения пульсаций,на их нагрузках, связанные с процессом заряда конденсаторов 4 и 5, одинаковы. По окончании процесса заряда конденсаторов 4 и 5 начинается разряд конденсаторов 11, 12 на соответствующее сопротивление нагрузками. От постоянной времени цепи нагрузки частотомер ной цепочки зависит процесс уменьшения напряжения на конденсаторе нагрузки и, следовательно, форма напряжения, пульсаций, связанная с разрядом конденсатора нагрузки.

Так как в обеих RC-нагрузках отношение друг к другу постоянных времени выполнено близким к единице, то обеспечивается и минимальное отличие формы их напряжений пульсаций. Фазовый сдвиг между напряжением пульсаций обеих частотомерных цепочек полностью отсутствует, так как управление перезарядом конденсаторов 4 и 5 осуществляется одним элементом — транзистором 2. Сказанное для частотомерных цепочек, содержащих конденсаторы 4 и 5, полностью относится к частотомерным цепочкам, содержащим конденсаторы 14, 15.

Так им образом, в устройстве пульсации выходного сигнала определяются неполным совпадением формы импульсов на RC-нагрузках частотомерных цепочек только в момент разряда их конденсаторов нагрузок.

Пульсации на выходе устройства минимальны, так как в обеих RC-нагрузках отношение друг к другу постоянных времени выполнено близким к единице. Абсолютное значение напряжения пульсаций на выходе каждой частотомерной цепочки не отражается на пульсациях на выходе устройства. Поэтому в

RC- íàãðóçêàõ частотомеров можно применять конденсаторы небольшой емкости. Этим и обеспечивается большое быстродействие устройства.

Предмет изобретения

Конденсаторный частотомер, содержащий управляющий транзистор, база которого подключена к входу устройства, и первую частотомерную цепочку, включенную параллельно переходу коллектор — эмиттер и состоящую из зарядо-разрядных конденсатора, двух диодов, включенных навстречу друг другу, и

RC-нагрузку, отличающийся тем, что, с целью у меньшения пульсаций выходного сигнала и повышения быстродействия, он снабжен второй, третьей, четвертой аналогичными упомянутой частотомерными цепочками, инвертором и вторым управляющим транзистором, причем вторая частотомерная цепочка включена параллельно первой, третья и четвертая включены параллельно переходу эмиттер — коллектор второго управляющего транзистора, база которого через ипвертор подключена к входу частотомера, а выход частотомера подключен между первой и второй частотомерными RC-нагрузками.

488156

Составитель В. Степанов

Тскред 3. Тараненко

Корректоры: А. Николаева е. a,од

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3328!18 Изд. No 1879 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коз итета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4 5