Преобразователь частота-постоянное напряжение

Преобразователь частота-постоянное напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii658492 (61) Дополнительное к авт. свих-ву (22) Заявлено 270177(21)2447ббб/18-21 с присоединением заявки № (231 Приоритет (Я) И. Ил. а 01 Ы 2З/об

Государственный комитет

СССР но делам изобретений х открытий

Опубликовано 25.04.79.Бюллетень № 15 (БЗ) УДЫ 621. 317., .44(088,8) Дата опубликования описания 280479

P2) Авторы изобретения Л. И. Кот, М. Ф. Кандиров, Л. В. Лебедев,и Г. Б. Александров

P3) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА — ПОСТОЯЧНОЕ ЧАПРЯЖЕИИЕ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использонания н различных устройствах измерения, контроля и автоматики.

Известны преобразователи частота постоянное напряжение (ток), содержащие формирователь входных сигналов, формирователь опорных или эталонных импульсов, схему сравнения длительнос-®О тей и интегрирующее звено. Принцип дейстния известных преобразователей основан на выпелении и последующем интегрировании импульсов напряжения, длительность которых пропорциональна .измеряемой частоте и равна разносх ти длительностей опорных импульсов и импульсон и змеряемой частоты (входных импульсон) .

Недостатком такого преобразователя является узкий диапазон измеряемых частот °

Наиболее близок к предлагаемому изобретению преобразователь частота постоянный ток, содержащий формирователь входных сигналов (входной формирователь), ссединенный с входом блока сравнения длительностей импульсов н входом опорного формирователя, выход которого подключен к другому входу блока сравнения длительностей импульсов, и интегрирующее звено.

Работа преобразователя основана на получении последовательности импульсов раэностной длительности

И ь д- g

К 1 где C — длительность эталонных импульсов с выхода опорного формирователя импульсов; длительность импульсов форми"к рона1 еля входных сигналов измеряемой частоты f„

Диапазон измеряемых частот преобразователя имеет нижнюю границу f

«миа анн р ую . „хмви 2 Ã

Приf с —" или t ) (: выходное напряхмин R х, жение преобраэонателя Ув„,„равно О.

Таким образом, получение информации об измеряемых частотах f < т невозкмин можно. узкий диапазон измерения ограничивает применение преобразователя и, н ряде случаев, препятствует унификации преобразующей аппаратуры, pa" ботающей с частотнычи первичными преобразователями, имеющими различные начальные параметры или широкий диапазон изменения частоты выходного сигнала.

658492

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот.

Это достигается тем, что в преобразователь частота — постоянное напряжение, содержащий входной формирователь, выход которого соединен с входом блока сравнения длительностей и входом опорного формирователя, ныход которого подключен к другому входу блока сравнения длительностей, и интегрирующее звено, введены дополнительный блок сравнения длительностей и сумматор напряжений, причем один из нходов дополнительного блока сравнения длительностей соединен с выходом входного формирователя, другой с выходом опорного формирователя, а выход дополнительного блока сравнения длительностей подключен к входу сумматора напряжений, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения длительностей, выход сумматора напряжений подключен к входу интегрирующего звена.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь частота-постоянное напряжение содержит входной формирователь 1, опорный формирователь

2, блок 3, сравнения длительностей, дополнительный блок 4 сравнения длительностей, сумматор 5 напряжений и интегрирующее знено б.

Принцип действия преобразователя заключается в выделении последовательностей импульсов разностной длительности (=t - Г,, когда f — " Е и „= (. - С„, когда f„) Г, Последовательности импульсов f. и (.„ получаются путем сравнения длительности полупериодов измеряемой частоты t„ c длительностью опорных импульсон Г где значение Г вырабатывается иэ условия обеспечения измерения верхней границы диапазона f„мокс

z) к иакс

Преобразование импульсных последова+ тельностей 1 и t в постоянное наи и пряжение осуществляется интегрирующим звеном б, например фильтром нижних частот.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение измеряемой частоты 1„ подается на входной формирователь 1.

Сформированные импульсы длительностью .„ > Ф„ поступают на запуск опорного формирователя 2 и входы блоков 3 и 4 сравнения. длительностей.

Запуск опорного формирователя 2 (н простейшем случае, ждущего мультивибратора) осуществляется передним фронтом входных импульсов

Опорные импульсы длительностью Г подаются на другие входы блоков 3 и 4 сравнения длительностей. Блоки

3 и 4 сравнения длительностей пред65 вания частоты н постоянное напряжение. ставляют собой логические элементы

HJIH-НЕ и И-НЕ соответственно. При значении f (— Ч. по окончании каждо1

ro импульса C с выхода опорного формирователя 2 в течение времени, рав5 ного разности 1 =t - на обоих вхо» дах блоков 3 и 4 сравнения устанавлинаются высокие напряжения или логические 1 (см. фиг. 2) ° В результате дополнительным блоком 4 сравнения длительностей вырабатываются импульсы отрицательной полярности длительностью t„, Если f ) Ã, то по х 2 окончании каждого импульса t„c выхода входного формиронателя 1 в течение времени, равного t„= L-f íà обоих

+ r входах блоков 3 и 4 сравнения длительностей устанавливаются низкие уровни напряжения или логические 0 . В результате блоком 3 сравнения вырабатываются импульсы положи20 тельной полярности длительностью „

При значении измеряемой частоты f» — напряжение на выходе блоков

2

3 и 4 сравнения длительностей постоянно и равно уровню логического 0 (на выходе блока 3 сравнения) и уровню логической 1 (на ныходе блока

4 сравнения).

Выходное напряжение блоков 3 и 4 сравнечия длительностей подается на входы сумматора 5 напряжений, на выходе которого, в зависимости бт значения измеряемой частоты f вырабатываются или отрицательные импульсы напряжения длительностью =- 1„- Г и постоянным смещением U (1/2 1„ = — ) L) (см. фиг. 2),или положительные

+ г 1 импульсы длительностью t„= - — f „и постоянным смещением U (1/2 f <„ ) (см, фиг. 3) или постоянный уровень напряжения У (1/2fx=tx Г) .Выходной сиг4" нал сумматора 5 найряжений поступает на вход интегрирующего звена б, где происходит выделение постоянной сос-, тавляющей напряжения V . Так как длительности импульсон и предстанн и

45 ляют собой зависимость от измеряемой частоты f „, результат интегрирования или вйходное напряжение преобразователя U зависит от частоты входного сигнала

50 Таким образом, наличие н схеме преобразователя частота — постоянное напряжение дополнительного блока сраннения длительностей и сумматора напряжений расширяет диапазон измеряемых частот, Использование преобразователя частота-постоянное напряжение в различных устройствах и системах измерения, контроля и автоматики создает предпосылки для унификации преобразующей аппаратуры, работающей с различными частотными первичными преобразователями,и позволяет устранить расходы на разработку и совершенствование устройств для преобразо658492

Формула изобретения

Преобразователь частота — постоянное напряжение, содержащий входной формирователь, выход которого соединен с входом блока сравнения длительностей и входом опорного формировате- 5 ля, выход Которого подключен к другому входу блока сравнения длительностей, и интегрирующее звено, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых час- р тот, в него введены дополнительный блок сравненИя длительностей и сумматор напряжений, причем один из входов дополнительного блока сравнения длительностей соединен с выходом входного формирователя, другой с выходом опорного формирователя, а выход дополнительного блока сравнения длительностей подключен к входу сумматора напряжений, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения длительностей, выход сумматора напряжений подключен к входу интегрирующего звена.

658492

О г

Заказ 2049/40 Тираж 1089

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб.

Подписное

4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г, Смелова

Редактор Л. Гребенникова Тех ед Э.Ч жик Корректор А.Гриценко