Преобразователь частоты в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий первый интегратор и генератор образцовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом сдвигового регистра, информационный вход которого является ВХО-. дом устройства.,а выход последнего BOiH Фиг 1 разряда соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход первого интегратора является первым выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в него введены три инвертора, второй и тре .тий элементы ИПИ-НЕ и второй интегратор , выход первого разряда сдвигового регистра соединение первым входом второго :элемента: ИЛИ-НЕ и через первый инвертор - с вторым входом .первого элемента ИЛИ-НЕ, выход последнего разряда сдвигового регистра через второй инвертор соединен с S вторым входом второго элемента ИЛИПЕ , выходы первого и второго элемен (Л тов Ш1И-НЕ соединены с срответствующими входами третьего элементаИЛИ-НЕ , выход которого соединен с входом первого интегратора и через третий инвертор - с входом второго интегратора, выход которого является вторым выходом устройства. со о X со п tz Н fO 8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Н 03 M 1/66

Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3722331 /24-24 ,(22) 06.04.84 (46) 07.12.85. Бюл. № 45 (71) Дальневосточный государственный университет и Ордена Трудового Красного Знамени дальневосточный регио1 нальныи научно-исследовательский институт Государственного комитета

СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды .(72) Г:Т.Брагин и И.Р,Гарбер (53) 681.325(088.8) (56) Патент CIA ¹ 3591858, кл. Н 03 К. 1.3/20, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1095391, кл. Н 03 К 13/20,19.11.82. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В

НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий первый инте гратор и генератор образцовой частоты выход которого соединен с тактовым входом сдвигового регистра, информа; ционный вход которого является вхо-. дом устройства,а выход последнего разряда соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход первого интегратора является первым выходом устройства, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в него введены три инвертора, второй и тре.тий .элементы ИЛИ вЂ  и второй интегратор, выход первого разряда сдвигового регистра соединен„с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и через первый инвертор — с вторым входом ,первого элемента ИЛИ-НЕ, выход пос леднего разряда сдвигового регистра через второй инвертор соединен с вторым входом второго элемента ИЛИНЕ, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с соответствующими входами третьего элементаИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом первого интегратора и через третий инвертор — с входом второго интегратора, выход которого является вторым выходом устройства.

1 1197

Изобретение относится к измеритяТь ной технике и может быть использовано для преобразования выходных сигналов частотных датчиков неэлектрических величин в измерительных частотных пре-5 образователях, в системах автоматического регулирования.

Целью изобретения является повьппение точности преобразования за счет компенсации постоянной составляющей 10 выходного сигнала.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы.

Преобразователь частоты.в напря- 15 жение содержит генератор I образцовой частоты, сдвиговый регистр 2, первый 3 и второй 4 инверторы,первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ

5 — 7, третий инвертор 8, первый 9 20 и второй 10 интенграторы, выходы которых являются соответственно первым 11 и вторым 12 выходами устройства.

Преобразователь частоты в напряжение работает следующим образом.

С выхода генератора 1 образцовой частоты на тактовый вход сдвигового регистра 2 поступает импульсная последовательность с частотой о (фиг.2а). Со входа устройства на информационный вход сдвигового регистра 2 поступает последовательность импульсов преобразуемой частоты 1» (фиг.2б). На выходе первого разряда З5 сдвигового регистра 2 получается первая последовательность импульсов преобразуемой частоты 1„, синхронизированная с импульсами генератора 1 образцовой частоты, которая по- Ю дается на вход первого инвертора 3 и первый вход второго элемента ИЛИНЕ .6 (фиг.2в). С выхода первого инвертора 3 инвертированная последовательность поступает на первый 45 вход первого элемента ИЛИ-НЕ 5 (фиг.2д). С выхода последнего разряда сдвигового регистра 2 вторая последовательность импульсов преобразуемой частоты f», сдвинутая

50 относительно первой на время, кратное периоду колебаний генератора 1 образцовой частоты, подается на вход второго инвертора 4 и первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ 5 (фиг.2г), 55 на выходе которого из этих двух последовательностей синхронизированных входных импульсов формируется

083 первая последовательность импульсов постоянной длительности 1О, кратной периоду колебаний генератора 1 образцовой частоты, следующих с преобразуемой частотой 1» (фиг.2е).

Длительность сформированных импульсов определяется выражением ч где К вЂ” разрядность сдвигового регистра 2; период колебаний генератора 1 образцовой частоты.

Эта последовательность поступает на первый вход третьего элемента

ИЛИ-НЕ 7. С выхода второго инвертора 4 инвертированная вторая последовательность синхронизированных импульсов преобразуемой частоты подается на второй вход второго эле-, мента ИЛИ-HE 6 (фиг.2ж), на первый вход которого поступает неинвертированная первая последовательность синхронизированных входных импульсов.

Из этих двух импульсных последовательностей на выходе второго элемента

ИЛИ-HE 6 формируется вторая последовательность импульсов постоянной длительности 1ц =(k — 1)ТО, следующих с преобразуемой частотой f» .(фиг.2з).

Эта последовательность импульсов пос- тоянной длительности к.и, сдвинутая относительно аналогичной первой на

Р время, равное половине периода следования Т„ входных импульсов, подается на второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ 7 на выходе которого из этих двух последовательностей получаются импульсы длительности !

И

Тх — (к -1)Т, следующие с удвоенйой преобразуемой частотой 2 „, которые подаются на вход третьего инвертора 8 и вход первого интегратора 9 (фиг.2и). С выхода третьего инвертора 8 снимается. последовательность импульсов постоянной длительности

1 (k -1 ) Т О, следующих с удвоенной преобразуемой частотой 2 1 „, и подается на вход второго интегратора 10 (фиг.2к). На выходе первого интегратора 9 получается напряжение, среднее значение которого определяется, выражением

Это напряжение подается на первый выход 11 устройства (фиг.2л). На выходе второго интегратора 10 получато постоянная составляющая 0 в

2О выходном напряжении преобразователя обратится в нуль и выходное напряжение преобразователя определяется только величиной девиации преобразуемой частоты, т.е.

"к= 8" к= 4ggо!К-11 înk>-4KUî(K-МкооТо у

+Uф-4(K-<(T f„faKaKTl-4(K- (Т f„)all приращение выходного напряжения преобразователя в наибо-. лее общем случае, обусловленное изменением всех величин; номинальное значение периода колебаний генератора образцовой частоты; номинальное значение коэффициента передачи интегратора;

Т оо что позволяет выделять очень малые девиации преобразуемой частоты и получать высокую точность преобразования входного сигнала.

К о

3 1197083 4 ется .напряжение среднее значение ко1 — постоянная составляющая напоо торого определяется из выражения ряжения питания интегратора

О = К0о к (((- > о к — несущая, частота преобразуемоко й,= Юо2 -1 То.1к ° го входного частотно-модулиНапряжение Ц поступает на второй 5 рованного,(ЧИ) сигнала; выход 12 преобразователя (фиг.2м). д к — девиациЯ пРеобРазУемой часВыходное напряжение преобразователя, тоты; равное разности напряжений б, и ц„, дК,дно.,дТо- отклонения величин Х, снимается с выходов 11 и 12 (фиг.2н). (/, Т соответственно

Это напряжение равно 10 от номинальных значений..

Если подобрать разрядность k

Uó=O -Ц =Ос+60»

Х 1 ъ с сдвигового регистра 2 и значение пе.— риода Т колебаний генератора 1

U j1 4(k T f ) п образцовой часто™ таким обРазом, с о ао к- к оо коЛ тоянная составляющая в ход- 15 чтобы выполнЯлось Условие ного напряжения преобразова- 1 теля; 4(K- )То= ко

ВОк -ккрм (к-ю|т,afa+кки (к-a)f„aTa+

1197083

Составитель Г.Козуля

Редактор Г.Волкова Техред З.Палий Корректор А.Обручар

Заказ 757á/58 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4