Преобразователь частота-напряжение

н) 5526 И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Саез Советских Социалистических Республикб 1) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 14.04.75 (21) 2124401/21с присоединением заявки Ые ла Н 03 К 13 00(23) Г 1 ри Государственный комитет Совета Министров СССР ет ликовано 30,03.77, Бюллетень Мо 12 3) УДК 621,317,76Дата опубликования описания 11.04 72) Авторы изобретения ретль, М. Я. Орищенучуура Ю. И. Пивов и В 1) Заявитель ПРЯЖЕНИЕ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТ руются с помооторого обраформы, амплипериоду коле- чего наг;рякется 21. Изобретение относится к ооласти измерительной техники и может использоваться в информационно-измерительных системах.Известен преобразователь частота - напряжение, содержащий формирователь импуль сов, блок управления режимом, два источника опорного напряжения и последовательно соединенные интегратор, динамический запоминающий блок и делитель, вход формирователя импульсов соединен с входом устройства, 10 выход - с входом блока управления режимом, выход последнего соединен с управляющими входами интегратора н динамического запоминающего блока, первый источник опорного напрякения подключен к входу интегра тора, а второй - к второму входу делителя, выход которого соединен с выходом устройства 11.Однако это устройство обладает недостаточной точностью преобразования. 20 Известен также преобразователь частота - напряжение, состоящий из формирователя импульсов, генератора прямоугольных импульсов, интегратора и выпрямителя. Сигнал изме ряемой частоты с помощью формирователя импульсов и генератора прямоугольных импульсов преобразуется в прямоугольные импульсы стабильной амплитуды, имеющие частоту следования входного сигнала, Зти пря моугольные импульсы интегр щью интегратора, на выходе зуются импульсы треугольной туда которых пропорциональн баний входного сигнала, после ние выпрямляется и фильтруе Однако из-за наличия в этом преобразователе выпрямителя точность и стабильность ограничиваются параметрами применяемых диодов.Кроме того, минимальному периоду следования импульсов входного сигнала соотвегствуст ненулевое значение выходного напряжения и отсутствует возмокность его изменения, что ограничивает область применения данного преобразователя.Цель изобретения - повышение точности преобразования и обеспечение возможности смещения нулевого уровня,Это достигается тем, что преобразователь частота - напряжение, содержащий последовательно соединенные формирователь, генератор прямоугольных импульсов, интегратор и фильтр нижних частот, снабжен источником опорного напряжения и компаратором, выход которого соединен с вторым входом генератора прямоугольных импульсов, вход - с выходом интегратора, а второй вход подключен к выходу источника опорного напрякения,552693 У=ТУ 1 + У 2 20 х На чертеже представлена функциональная схема преобразователя частота - напряжение.Этот преобразователь содержит последовательно соединенные формирователь 1, генератор прямоугольных импульсов 2, интегратор 3 и фильтр нижних частот 4. К выходу интегратора 3 подключен один из входов компаратора 5, к другому входу которого подсоединен источник опорного напряжения 6, а выход компаратора 5 соединен с другим входом генератора прямоугольных импульсов 2. Выход фильтра нижних частот 4 является выходом преобразователя.Работает преобразователь частота - напряжение следующим образом.За начальный момент примем время, когда с генератора прямоугольных импульсов 2 на вход интергатора 3 подается напряжение +1/, В этом случае выходное напряжение интегратора 3 изменяется по линейному закону в соответствии с выражениемУвых,инт: -У 1 (1) ГДЕ Увых,ннт - ВЫХОДНОЕ НанрЯжЕНИЕ ИНТЕГРатора 3;с - постоянная интегрирования;1 - время интегрирования напряжения УьВ момент равенства выходного напряжения интегратора 3 опорному напряжению У,н генератора опорного напряжения 6, компаратор 5 формирует сигнал, переключающий генератор прямоугольных импульсов 2 из одного устойчивого состояния в другое. При этом на выходе генератора прямоугольных импульсов 2 присутствует напряжение У 2 (причем У)У,), направление выходного напряжения изменяется на противоположное в соответствии с выражениемУвых инт - - 2 Выходное напряжение интегратора 3 изменяется в соответствии с этим выражением до момента поступления импульса с выхода формирователя 1, переключающего генератор прямоугольных импульсов 2 в первоначальное положение, Далее процесс повторяется. На выходе интегратора 3 образуются импульсы треугольной формы, изменяющиеся от стабильного уровня опорного напряжения, амплитуда которых пропорциональна периоду входного сигнала. Зависимость амплитуды выходного напряжения интегратора 3 от периода определяется выражением10ф 1 2Увых,иит: 7+ 2 Треугольные импульсы, образующиеся на выходе интегратора 3, поступают на вход филь тра нижних частот 4, осуществляющего выделение среднего значения напряжения треугольных импульсов, которое определяется следующим образом: Таким образом, на выходе преобразователяполучается напряжение постоянного тока, пропорциональное периоду входного сигнала.25 Формула изобретения Преобразователь частота - напряжение, содержащий последовательно соединенные фор мирователь, генератор прямоугольных импульсов, интегратор и фильтр нижних частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и обеспечения возможности смещения нулевого уров ня, он снабжен источником опорного напряжения и компаратором, выход которого соединен с вторым входом генератора прямоугольных импульсов, вход - с выходом интегратора, а второй вход подключен к выходу источ ника опорного напряжения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Грем Дж., Тоби Дж. и Хьюлсман. Проектирование и применение операционных усили телей. М., Мир, 1974, с. 452 в 4.2, Преобразование частоты в аналоговыйсигнал с малым уровнем пульсаций, Измерительная техника6, 1973, с, 88,