Преобразователь частоты в напряжение

(51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ое объединен торные преобраистемах управлеьство СССР Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования сигналов с выходов частотных датчиков, а также в генераторах стабильной амплитуды с петлей обратной связи по частоте, в частотомерах. Изобретение позволяет повысить точность преобразования за счет того, что в устройство, содержащее формирователь 1 и буферный блок 3, введен дифференциатор 2, выполненный на суммирующем усилителе 5 с интегратором 4 в обратной связи. Введение дифференциатора 2 позволяет расширить частотный диапазон входных сигналов, а также обеспечить устойчивость преобразования, 1 ил. УС+А 2 соэ (пв 1) -О 2 = О 1 = в , (А 1 ии =1с о з( йл и) - А 2 и эп (и йл) Оз = К й) = ОвыхОвх - входной сигнал;Овых - выходной сигнал; 50 Составитель И,ТихомировТехред М.Моргентал Корректор Н, Ревская Редактор А.Козореэ Заказ 1521 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования сигналов с выходов частотных датчиков, а также в генераторах стабильной амплитуды с петлей обратной связи по частоте, в частотомерах.Цель изобретения - повышение точности преобразования,На чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит формирователь 1, блок 2 дифференцирования, буферный блок 3, интегратор 4, суммирующий усилитель 5, входную и выходную шины 6 и 7 соответственно.Устройство работает следующим образом,Преобразуемые прямоугольные импульсы произвольной длительности по шине 6 поступают на вход формирователя 1, который формирует на своем выходе импульсы, нормированные по амплитуде со скважностью, равной 2, Далее эти импульсы поступают на блок 2, на выходе которого формируются двуполярные импульсы, соответствующие производной от прямоугольных импульсов, В буферном блоке 3 происходит двуполупериодное выпрямление сигнала и далее фильтрация высокочастотных составляющих сигнала и на выходе блока 3, а также устройства в целом формируется напряжение, пропорциональное входной частоте.Работу преобразователя можно проиллюстрировать следующими формулами (с учетом разложения преобразуемого сигнала в ряд Фурье): 5 10 15 20 25 30 35 40 45 О 1 - сигнал на выходе 1-го блока= 0,1,2,3;в - частота входного сигнала;Ао, А 1, А 2, К - коэффициенты пропорциональности.Из приведенных формул видно, что принцип работы преобразователя частоты в напряжение заключается в использовании основного свойства дифференцирования, характеризуемого уравнениемОвых = йъ Овхгде Овх - тригонометрическая функция.Для реализации основного свойства дифференциатора очень важно использование прецизионного дифференциатора, Известно, что классический дифференциатор неустойчив, а введение демпфирующего входного резистора или корректирующего конденсатора в цепь обратной связи ОУ ведет к повышению погрешности дифференцирования. Поэтому в устройстве дифференциатор выполнен на суммирующем усилителе, в цепь обратной связи которого введен интегратор,Таким образом, введение прецизионного дифференциатора позволяет обеспечить устойчивость преобразователя, получить практически идеальную линейную характеристику преобразования, расширить частотный диапазон входных сигналов, что в свою очередь ведет к повышению точности.Формула изобретения Преобразователь .частоты в напряжение, содержащий формирователь и буферный блок, вход формирователя является входной шиной устройства, выход буферного блока является выходной шиной устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, введен блок дифференцирования, выполненный на суммирующем усилителе и интеграторе, вход которого объединен с входом буферного блока и подключен к выходу суммирующего усилителя, первый и второй входы которого подключены к выходам формирователя и интегратора соответственно,