Функциональный измерительный частотный преобразователь

 

OllHCAHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и)) 436291

Союз Советск

Социалистииесних

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 10.05.72 (21) 1782032/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.07.74. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 24.12.74 (51) М. Кл. G 01r 19/26

Гасударственный квинтет

Саввта 1йннистраа СССР аа делам нзааретеннй и аткрмтнй (55) УДК 621.617.725 (088.8) Б 11 Г Г г (72) Авторы изобретения

В. Д. Циделко, В. И. Кузнецов и Б. P. Иванов

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны функциональные измерительные частотные преобразователи, содержащие интеграторы, компараторы, триггер и ключи.

Предложенный функциональный измерительный частотный преобразователь отличается от известных тем, что входы преобразователя подключены через ключи ко входам интеграторов, подсоединенных через нуль-органы и триггер к управляющим входам ключей и к введенным распределителям импульсов, выходы которых непосредственно, а так.же через источник опорных напряжений подсоединены к ключам на входах интеграторов, причем один из входов преобразователя через интеграторы )подключен к входам компараторов, выход одного из которых через формирователь калиброванных импульсов и ключи соединен с входами интеграторов, а выходы другого компаратора через преобразователь частоты в напряжение, а также через формирователь калиброванных импульсов подсоединены к ключам на входах интеграторов.

Эти отличия позволяют расширить функциональные возможности преобразователя, в частности, обеспечивают возведение сомножителей в любую степень, а также получение выходной частоты, пропорциональной или степенному .полиному (с помощью которого возможна аппроксимация любой функции, представленной в виде степенного полинома), или отношению степенных полиномов, или любому числу сомножителей.

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

В предлагаемом устройстве вход А преобразователя подсоединен к входам интеграторов

10 1 и 2 и через ключи 3 и 4 к входам интеграторов 5 и 6. Выход интегратора 2 подключен ко:входу компаратора 7, выход которого через формирователь 8 калиброванных импульсов соединен с ключами 3 и 9. Выходы инте15 граторов 5 и 6 через нульорганы 10, 11 и триггер 12 подключены к ключам 3, 4, 13, 14 и к распределителю 15 импульсов. Выход рас.пределителя 15 подключен к источнику 16 опорного напряжения и ключам 3, 4 и 9. Вы20 ходы источника 16 подсоединены к ключам

13, 14, 17 и 18 и через ключ 9 к входу интегратора 2. Выход компаратора 7 через преобразователь 19 частоты в напряжение и ключ 2О соединен с входом интегратора 1 и

25 через формирователь 21 калиброванных импульсов и компаратор 22 с выходом интегратора 1. Второй вход устройства Б подключен через ключи 23 и 24 к входам интеграторов

25 и 26, выходы которых через нуль-органы

З0 27 и 28 соединены с входами триггера 29, а

436291

10 где

15 выходы триггера 29 подключены к ключам

17, 18, 23, 24 и к распределителю импульсов

30. Выход распределителя импульсов 30 подключен к источнику 16 и к ключам 20, 23 и 24.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение У„подается на входы интеграторов 1 и 2 и на входы закрытых ключей 3 и

4. На выходе интегратора 2 в зависимости от знака входного напряжения ц„появляется напряжение U, (см. фиг. 2). При достижении выходным напряжением интегратора 2 уровня срабатывания компаратора 7 последний срабатывает и запускает формирователь

8, на выходе которого появляется импульс с длительностью to. Этим импульсом открывается ключ 3, и к интегратору 5 подключается напряжение U„, при этом на выходе интегратора 6 поддерживается нулевое напряжение.

Напряжение У интегрируется интегратором

5 в течение времени io.

Через время 4 открываются ключи 4, 9 и

13, закрывается ключ 3, и на вход интегратора 2 подается напряжение Uo от источника 16. Напряжение Uo, от источника 16 подается через ключ 13 на вход интегратора

5, и на его выходе напряжение уменьшается.

Через время /х-,, когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 10 и через триггер 12 закрывает ключи 4 и 13, открывает ключи 3 и 14 и через распределитель 15 подключает .на выход источника 16 напряжение Uo,. При этом на вход интегратора 6 через ключ 14 подается напряжение Uo, для разрядки конденсатора интегратора 6 до нулевого уровня, а через ключ 3 подается напряжение U, на вход интегратора 5. При достижении нулевого уровня выходного напряжения интегратора 6 срабатывает нуль-орган 11 и через триггер 12 закрывает ключи 3 и 14, открывает ключи 4 и 13, и через распределитель 15 подключает на выход источника 16 напряжение Uo,.

В дальнейшем работа интеграторов 5 и 6 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрирования зависит от требуемой функциональной зависимости и задается программой в распределителе 15.

В течение времени и

=i,., +t,, +...+i

j — I (см. фиг. 2) на вход интегратора 2 через ключ

9 от источника 16 подается напряжение для разряда конденсаторов интегратора 2. В кони це интервала времени, /х. распредели/

j-! тель 15 закрывает ключи 3, 4, 9, и процесс повторяется с частотой, определяемой из соотношения:

j„=k (1)

g t,...u, j=l

Зо

4 где Й вЂ” коэффициент, учитывающий постоянную времени интегратора 2.

Если постоянные времени интеграторов 5 и

6 равны, то можно показать, что цх ху — ц .ц ц is (2)

Подставив выражение (2) в уравнение (1), получим и 1 х — и ао+, а Uj

/=2

1 1 о — ц — ц .ц ц

Частота f„поступает на преобразователь частоты в напряжение 19, на выходе которого получается напряжение о+ g jUõ которое подается на одвн вход ключа 20.

На выходе интегратора 1 напряжение нарастает iso линейному закону и при достижении уровня срабатывания компаратора 22 последний срабатывает и запускает формирователь

21, на выходе которого появляется импульс с длительностью to, . Этим импульсом открывается ключ 23 и к интегратору 25 подключается напряжение,U„. На выходе интегратора 26 поддерживается нулевое напряжение. Напряжение У„интегрируется интегратором 25 в течение времени to,. Через врвмя fo, открываются ключи 17, 20, 24, закрывается ключ

23, и на второй вход интегратора 1 подается напряжение U<> от преобразователя 19. Напряжение Uo, от источника 16 подается на вход интегратора 25 через ключ 17, и на его выходе напряжение уменьшается, Через время когда напряжение на выходе интегратора

25 достигает нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 27 и через триггер 29 закрывает ключи 17 и 24, открывает ключи 23 и 18 и через .р аспределитель ЗО подключает на выход источника 16 напряжение

Uo,. При этом на вход интегратора 26 через ключ 18 подается напряжение Uo, для разряда конденсатора интегратора 26 до нулевого уровня, а через ключ 23 подается напряжение

У„на вход интегратора 23. При достижении нулевого уровня выходного напряжения интегратора 26 срабатывает нуль-орган 28 и через триггер 29 закрывает ключи 18 и 23, открывает ключи 17 и 24, и через распределитель ЗО подключает на выход источника 16

I напряжение Uo,.

В дальнейшем работа интеграторов 25 и 26 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрирования зависит от требуемой функциональной зависимости и задается программой в распределителе 30.

436291 (о)

15 получим

„ ао у,, à Уо о 1=1 ааааа — т n b„„V, k.= l (6) В течение времени, / = t», + t». + .. +t»

»п (см. фиг. 2) на вход интегратора 1 через ключ

20 от преобразователя частоты в напряжение

19 ПОдаЕтСя НаПряжЕНИЕ UIo дЛя равряда КОН денсатора интегратора 1. и

В конце интервала времени t„j pacJh пределитель 30 закрывает ключи 20, 23, 24, и процесс повторяется с частотой, определяемой из соотношения: ух т выа — т а и

Х t»e

i=I

Подставляя значение U» из выражения (4) в выражение (5) и, учитывая, что уа

У уо, уо," уо

1 1 где b,=; b,=—

o, о, о., 1

Ь-1 — ° уо, уо, уо,, Таким образом, предлагаемый функциональный измерительный частотный преобразователь позволяет получить частоту, пропорциональную отношению двух степенных номиналов.

Следует также указать на большие функттиональные возможности предлагаемого преобразователя.

Так, если U О, а вместо Уо„Уо„..., U, подавить напряжения U„„U,... U„, ух иа 0 о тана — kú t . у — t U»

О, ао Î, k )4 а, + 5 атУ = mU» а, + + у2 ут — 1

"1 то выходная частота равна ух иа уо о

1О таых: ks t U — t U» о, т о, У т и а,+ gатУ„=тУ а, + +

/=2 . Ух, Ух, у2 уи-1 х х

Можно также показать, что предлагаемый функциональный измепительный частотный

2О преобразователь позволяет получить выходную частоту, пропорциональную как любому числу сомножителей, так и любой степени от сомножителей, Предмет изобретения

Функттиональньтй измерительный частотный ппеобпазовятель, содержащий интегпаторы, компяпятопьт. источник опорных напряжений, триггеп и ключи, о т л и ч я Io шийся тем, что, С IIe, òhì РхагтттИПЕНИЯ ттт НКПИОНаЛЬНЫХ ВОЗМОжногтей, входы преобплзователя поят:люченьт чепез ключи к входам интегпатопов, полгоединечных через нуль-опгячы и тпиггеп к vtlпавлятощим вхолятм к.тточей и к вттеденттьтм плсппелглитглям импульсов, .тхо;.тт.т котопых непосредственно, я тл лтте тепез исто ., Нк опорных напряжений полгоелттнены к клто я .тт на входах интегрятопов. ппичгм олин из pþ40 лов ппеобрл ователя чепез интегплтопьт подключен к вхолам компяпаторов, выход одного из которых через Жопмиповлтель калиброванных импульсов и клтттчи соелинен с входами интеграторов, а выходы лпчгого компяпа45 тора через преобплзовлтель частоты Р, няппяжение, также через Аопмттповятель калиброванных импульсов полгоглинены к клточлм на входах интеграторов.

436291 и„!

У1б ег„ к=! !<

Риг Г

Редактор С. Хейфиц

Корректоры: Л. Котова и Н. Учакнна

Заказ 3429/8 Изд. № 1838 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственноге комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушсаая наб., д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ь

Составитель В. Скоморохов

Техред Г. Васильева