Преобразователь частоты в последовательность импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля датчиков угловых положений . Изобретение расширяет частотньш диапазон функционирования преобразователей. Для этого введены . блоки 2 и 7 выделения минимального и максимального напряжений соответственно . Кроме того, преобразователь содержит первьй выпрямитель 1, компаратор 3, блок 4 управления, цифроаналоговьй преобразователь 5, второй выпрямитель 6, входные 8 и 9, выходную шину 10, пмну 11 синхронизации . При этом блоки 2 и 7 могут быть выполнены на диодных сборках. Блок 4 уп15авления может быть построен на базе реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с постоянным запоминающим устройством . Расширение частотного .гу апазона функционирования преобразователя обеспечивается при равных коэффигщентах умножения частоты при увеличении крутизны преобразования, 2 ил. (С (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,50 4 Н 03 К 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 13 (21) 4170279/24-21 (22) 30 ° 12.86 (46) 23. 10.88. Бюл. № 39 (72) Ю.Н.Цыбин (53) 621.374 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

¹ 790100, кл. Н 03 В 19/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 790184, кл. Н 03 К 5/01, 1980.. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля датчиков угловых положений. Изобретение расширяет частотный диапазон функционирования преобразователей. Для этого введены . блоки 2 и 7 выделения минимального

„, Я0„„1432747 А1 и максимального напряжений соответственно. Кроме того, преобразователь

1 содержит первый выпрямитель 1, компаратор 3, блок 4 управления, цифроаналоговый преобразователь 5, второй выпрямитель 6, входные шины 8 и 9, выходную шину 10, шину 11 синхронизации. При этом блоки 2 и 7 могут быть выполнены на диодных сборках.

Блок 4 управления может быть построен на базе реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с постоянным запоминающим устройством. Расширение частотного лиапазона функционирования преобразователя обеспечивается при равных коэффициентах умножения частоты при увеличении крутизны преобразования. 2 ил.

1432747

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля параметров датчиков угловых положений.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона функционирования преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит первый выпрямитель 1, блок 2 выделения минимального напряжения, компаратор 3, блок 4 управления, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, второй выпрямитель 6, блок 7 выделения максимального напряжения, входные шины

8 и 9, выходную шину 10 и шину 11 синхронизации. Выход выпрямителя 1 соединен последовательно с блоком 2 выделения минимального напряжения, первьм входом компаратора 3, входом блока 4 управления, управляющим входом ЦАП 5, соединенного с вторым вхо-25 дом компаратора 3. Второй вход блока

2 выделения минимального напряжения соединен с выходом выпрямителя 6 и первым входом блока 7 выделения максимального напряжения, второй вход

1 которого соединен с выходом выпрямителя i. Входы выпрямителей 1 и 6 соединены с входными шинами.8 и 9 соот— ветственно. Выход компаратора 3 соединен с выходной шиной 10, а вход синхронизации блока 4 управления — с

35 шиной 1 1 синхронизации.

Блоки 2 и 7 могут быть выполнены на диодных сборках. Блок 4 управления может быть построен на базе реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), в котором записана функция tg o((с изменением от О до 45 град), при этом значение кода tg 45 соответствует максимальному числу счетчика. Шина 11 может быть соединена с k-входом счетчика и с дополнительным К-входом триггера, соединенным через нуль-орган с шиной

8 или 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные синусоидальные сигналы (фиг.2 а,б) поступают с шин 8 и 9 на выпрямители 1 и 6, где преобразуются в однополярные импульсы. Блоки 2 и 7 выделения экстремальных значений выделяют в каждый момент времени соответственно минимальный и максимальный сигналы (фиг. 2 в, г). Блок 4 управления устанавливается по шине

11 синхронизации в исходное состояние (например, его выходной код при этом соответствует числу 00...0), например, в момент перехода входного сигнала через нуль. Выходное напряжение ЦАП 5 определяется произведением величины его опорного напряжения (фиг.2r) на значение числа блока

4 управления, которое образуется в нем путем счета выходных импульсов компаратора 3.

Таким образом, на выходе ЦАП 5 формируется ступенчатое напряжение, изменяющееся на некоторую величину при каждом выходном импульсе устройства, который формируется при равенстве напряжений на входах компаратора 3 (фиг.2д). В ПЗУ блока 4 управления записана функция tgd в диапазоне О (g (45 . Это обеспечивает изменение коэффициента передачи ЦАП 5 по требуемому закону, вследствие чего выходные импульсы (фиг.2е) рас- пределяются равномерно (с методической погрешностью аппроксимации). Диаграммы на фиг.2 д, е приведены в другом масштабе, чем диаграммы на фиг.2 а, б, в, r. При нулевом входном напряжении счетчик блока 4 управления устанавливается в состояние 0...0, а триггер блока 4 управления — в состояние, разрешающее суммирование импульсов компаратора 3.

Из фиг.2 е следует, что максимальное число счетчика формируется нри

lU (IU9 I,ãäå U — напряжение на шинах 8 и 9 (выходные импульсы формируются через равные промежутки времени). Следовательно, в этот момент происходит реверс счетчика и его код через те же промежутки времени начинает убывать до 0 ° ..0 и т.д. При этом каждому значению кода счетчика соответствует значение выходного кода ПЗУ в пределах 0...0 до 1...1 по функции tg g . Для равномерного формирования выходных импульсов на входах компаратора 3 должно выполняться

45 О 45 (sin 6 o = n(cos Ы(где ив

О О функция передачи блока 5:

sinai 45 1 45" совo(0 О

14327

В преобразователе происходит увеличение крутизны преобразования прн ограниченной технологическими причинами разрядности ЦАП. Так, например, при разрядности ЦАП M = 10 коэффи5 циент умножения частоты и определяется из выражения

tg(45 -до() 1 „ 360

К 2 tg(pp) С» и 10

Следует учитывать, что стандартный ЦАП вЂ” линейное устройство (одинаковое приращение dU = const npu каждом приращении входного кода на

1), а в ПЗУ записывается функция tgd.

Поэтому, чтобы аппроксимация функции проводилась с заданной точностью, ПЗУ должен быть большей разрядности, чем счетчик импульсов компаратора, для чего введен коэффициент С.

При этом tg Ы во — минимальный ко-, эффициент передачи ЦАП

tg(45 d/) — максимальный коэффициент передачи ЦАП, 25

tg (45-М)

К= . — количество необходим.я до( мых дискретов коэффициента передачи ЦАП.

1 — коэффициент увеличения gp

С числа разрядов ПЗУ (заданная методическая погрешность), откуда из известного К=2 для двоичм ных чисел имеют М = log < К.

При С = 4 (25%-ная погрешность аппроксимации) получают п 2000,что ° обеспечивает выигрыш по крутизне

47 4 преобразования при заданных разрядностях и точностях относительно дискрета преобразования в 20 раз. При равных коэффициентах умножения частоты при увеличении крутизны преобразования происходит расширение частотного диапазона функционирования преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь частоты в последовательность импульсов, содержащий два выпрямителя, компаратор, выход кото" рого соединен с первым входом блока управления, выход которого соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона функционирования, в него введены блоки выделения минимального и максимального напряжения, выход первого выпрямителя соединен с первыми входами блоков выделения минимального и максимального напряжения, выход второго выпрямителя соединен с

I вторыми входами блоков выделения минимального и максимального напряжения, выход блока выделения минималь- ного напряжения подключен к второму входу компаратора, выход блока выделения максимального напряжения соединен с вторым входом цифроаналогового преобразователя, а второй вход блока управления соединен с шиной синхронизации.

1432747

Со с тав ит ель .Ю. Минкин

Редактор А.Козориз Техред N.дидык Корректор Н. Король

Заказ 5462/53 Тираж 929 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4