Преобразоватеель частоты импульсов в аналоговый сигнал

пп 490264 Саюз Саветских Сацианистическин Республик(61) Зависимое от свидетельства 2) Заявлено 05.04.65 (21) 1005537/18-24 13,/0 М. Кл. Н присоединением ссударственнын камнте авета Министров СССР(32) ПриоритетОпубликовано 30.10.75. Бюллетень М Дата опубликования описания 06.02.7(72) Авторы изобретения О, Н. Мельников и И. И. Альтерманециальное конструкторское бюро Уралчерметавтоматика 71) Заявител(54) ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИМ В АНАЛОГОВЫЙ СИГНАЛ Известен линейный преобразователь частоты импульсов в аналоговый сигнал, содержащий амплитудный формирователь прямоугольных импульсов, ячейку интегрирования в виде последовательно соединенных диодов, 5 сглаживающего конденсатора, нагрузочного резистора, зарядного конденсатора, подключенного к общей точке соединения диодов, и сумматора.Предлагаемый преобразователь отличается О от известного тем, что содержит п ячеек интегрирования, входы каждой из которых подключены к выходу формирователя, а выходы ячеек подсоединены ко входу сумматора, причем величины произведений емкости зарядно го конденсатора на величину нагрузочного резистора образуют геометрическую прогрессию, Это позволяет получить выходной сигнал преобразователя пропорциональным логарифму частоты. 20С целью уменьшения количества ячеек интегрирования с сохранением диапазона и точности преобразования, к выходу формирователя подключен делитель на резисторах, причем выход формирователя соединен со входом 25 крайних ячеек интегрирования, а средняя точка делителя - с остальными ячейками.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя с логарифмической зависимостью выходного напряжения от частоты; на зп фиг. 2 - схема с делителем из резисторов на выходе формирователя и логарифмической зависимостью выходного тока от частоты,Преобразователь содержит амплитудный формирователь 1 прямоугольных импульсов, на вход которого подано напряжение (/в, преобразуемой частоты, ячейки 2, 3, 4, 5 интегрирования, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных диодов 6, 7, сглаживающего конденсатора 8, нагрузочного резистора 9, зарядного конденсатора 10, и сумматор 11.Для получения выходного сигнала в виде напряжения нагрузочные резисторы 9 всех ячеек включены последовательно, и суммарное напряжение, снимаемое с нагрузок, подается на вход сумматора 11 (фиг. 1).Для получения выходного сигнала в виде тока нагрузочные резисторы 9 соединены в одной точке на входе сумматора 11 (фиг, 2).Преобразователь работает следующим образом.Прямоугольные импульсы стабильной амплитуды У 0 с формирователя 1 импульсов (в данном случае триггера) подаются через зарядные конденсаторы 10 на ячейки 3, 4 (фиг, 1) и создают на выходе каждой из них (на резисторе 9) напряжение:Хвс (;- УввЙг ) 10 15 где где сгя - напряжение на выходе одной ячейки;Р - сопротивление нагрузки ячейки;С - емкость зарядного конденсатораячейки.В некотором диапазоне порядка 0,3(вх Р С(3 зависимость выходного напряжения ячейки от частоты с достаточным приближением аппроксимируется логарифмом.Если при этом выбрать произведения йС различных ячеек в виде геометрической прогрессии, т. е.Х, С, = гп 7, С,: пг 93 Сз -т - знаменатель геометрическойпрогрессии;С 1, Сь, С, - соответственно емкости зарядных конденсаторов;Л Я 2, Рз - нагрузочные сопротивленияячеек,то просуммированный выходной сигнал определяется выражением:1+Уз, Л, С т.в, Рз Сз + тз У; Рз Сз +1+ т Увх Рз Сз 1-г тв Увз Лз Сз / и при соответствующем выборе величины коэффициента т этот ряд аппроксимирует логарифм 1 с любой требуемой степенью точности, причем конечный интервал частот (диапазон работы преобразователя) может быть аппроксимирован с любой требуемой степень 1 о точности конечным числом Л членов ряда,Например, преобразователь, состоящий из трех ячеек интегрирования с отношением величин емкостей зарядных конденсаторов 1: 50 (т = 0,02), позволяет преобразовать частоту в В НаПРЯжЕНИЕ ИЛИ тОК, ПРОПОРЦИОНаЛЬНЫй логарифму частоты с точпость 1 О2,4 вдпапазоне частот 1:15000. Увеличив коэффициент т, точность можно повысить, однако, чтобы избавиться от завала характеристики преобразования на краях диапазона, приходится увеличивать количество ячеек,20 25 30 40 45 На фиг. 2 приведена схема, в которой для компенсации краевых эффектов с сохранением диапазона и точности преобразования к выходу формирователя 1 импульсов подключен делитель из резисторов 12, 13, а зарядные конденсаторы 10 крайних ячеек 2 и 5 подклю. чены к полному выходу формирователя. Зарядные конденсаторы 10 остальных ячеек 3, 4 подсоединены к средней точке делителя. Этот вариант обеспечивает преобразование частоты в ток с точностью + 0,5% в диапазоне частот 1 в 80 гц.Оба варианта преобразователя обеспечивают полную идентичность характеристик, что исключает необходимость индивидуальной градуировки. П р едм ет изобретения 1. Преобразователь частоты импульсов ваналоговый сигнал, содержащий амплитудный формирователь прямоугольных импульсов, ячейки интегрирования в виде последовательно соединенных диодов, нагрузочного резистора, сглаживающего конденсатора и зарядного конденсатора, подключенного к общей точке соединения диодов, и сумматора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения выходного сигнала, пропорционального логарифму частоты, ои содержит и ячеек интегрирования, входы каждой из которых подключены к выходу формирователя, а выходы ячеек - ко входу , .,.ЙатОра, причем Вел 11 чипы произве де 11 и 11 емкости зарядного конденсатора на величину нагрузочного сопротивления отдельных ячеек образуют геометрическую прогрессщо2. Преобразователь по п. 1, отличающ и й с я тем, что, с целью уменьшения количества ячеек интегрирования с сохранением диапазона и точности преобразования, к выходфор:,1 и ро". ".тсля 11 одключен делитель на р:.знсторах, гончем выход формирователя соединен со:ходом крайних ячеек интегрирования, а средняя точка делителя - с остальшями ячейками.ПодписСР Заеаа 35 Тиэа. 90 оСовета Министровоткрытииая наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова Иад Ъо 1939 ИИПИ Государствсниого комигета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс