Преобразователь частоты в напряжение

О П И С А Н И Е ,54527 ЗИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических Республик(31) Р 2155839,4 (33) ФР 10.11.7Г ный комитет стров СССР осударстве Совета Мннпо делами от оз) Ъ ДК 681 2 о(О 88 8 7, 51 аллетень М пъбликова зобретеннй 1 тнн а опубликования описания 30.03,77 Авторыизобретения нецйлне Иностраальтер фе р(ФРГ) 1) Заявитель Ин Кн 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЪ 1 В НА НИЕ импульсной и е, а именно к ния частоты в МЕНЬШЕЦИЕ ИЕРЦ 1 реооразователяционность. Изобретение относится кэлектроиз мерительной техникустройствам для преобразованапряжение.Изобретение может быть использовано в устройствах для предохранения от блокировки и заноса транспортных средств. Известен преобразователь частоты в напряжение, содержащий двухступенчатый формирователь импульсов, выполненный на двух последовательно соединенных мультивибраторах, один из которых соединен с зарядным устройством, а другой - с устройством выборки и запоминания.Недостатком этого преобразователя является его сложность при условии обеспечения высокой точности и скорости преобразования.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь частоты в напряжение, содержащий двухступенчатый формирователь импульсов, вход которого соединен с входным зажимом, один выход подключен к управляющему входу кл 1 аа, а другой - к функциональному дат 11 ику, выполненному в виде РС-цепочки, выход ключа соединен с накопительным конденсатором, подключенным также к согласующему устройству.Недостаток этого п - срав нительно большая инер Цель цзооретенпя - у1 ОНности преобразования.Зто достигается тем, что в предлагаемыйпреобразователь частоты в напряжение введен дифференциальный усилитель и разрядный транзистор, причем кондецсатор функционального датчика соединен с инвертцрующим входом дифференциального усилителя, выход которого подкл 1 очен и базе разрядного трацзи- О стара, коллектор последнего соед 1 шен с накопительным конденсатором, а выход согласующего устройства подключен к нсинвсртцрующему входу дифференциального усилителя.На фцг. 1 изображена структурная схема 5 предлагаемого преооразавателя; ца фцг. 2 -диаграмма его раооты.Прсабразоватсль частоты и напряжение содержит двухступенчатый формирователь импульсов, состоящий цз двух последоватсльцо О соединенных мультивцбратарав 1 и 2. В -аннам случае в качестье мультивцбратора для упрощения и уде 1 цевления устройства использованы цасыщецць:е коммутационные усилителии.Вход м ул ьтивцо ритор а 1 сасдц цен с входи ь 1 мзажимом, а выход мультцвцоратора 2 - с функциональным датчиком, состоящим цз ЯС- цепочки на резисторе 3 и кандецсато 1 ре 4. Выход мультцвцбратора 1 соед 1 шен с управляю 5452733щим входом ключа 5, а средний вывод ЛС-цепочки функционального датчика подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 6, выход которого соединен с базой разрядного транзистора 7, его коллектор - с накопительным конденсатором 8, подключенным также к выходу ключа 5 и входу согласующего устройства 9, выход согласующего устройства 9 соед 1 шен с неинвертпрующим входом дифференциального усилителя 6.Мультивибратор 1 включает в себя входной зажим 10, конденсатор 11, транзистор 12, резисторы 13 и 14.Мультивибратор 2 состоит из развязывающей цепочки, выполненной на диоде 15 и резисторе 16, пз конденсатора 17, резистора 18, транзистора 19 и резистора 20.Ключ 5 выполнен на транзисторе 21 и резисторе 22 в цепи эмиттера. Вход согласующего устройства 9 соединен с накопительным конденсатором 8 через резистор 23, а устройство 9 состоит пз транзистора 24 и резистора 25 в цепи эмиттера.Устройство работает следующим образом.При отсутствии входного сигнала 1.,1,(фиг. 2,а) транзистор 12 полностью насыщается через резистор 13 так, что при этом напрякение его коллектора 171 (фиг. 2, 6) равняется почти нулю, Во время положительного импульса входного сигнала Ь 1 конденсатор 11 заряжается до величины входного сигнала Уьпосле окончания которого входной зажим 10 имеет нулевой потенциал. Тогда к базе транзистора 12 приложено отрицательное напряжение конденсатора 11, и напряжение 1/1 коллектора равно напряжению питания Уь преобразователя.Конденсатор 11 через резистор 13 перезаря)кается, причем отрицательное напряжение на базе транзистора 12 сначала понихкается, затем становится положительным, транзистор 12 снова открывается, и положительный импульс У 1 на его коллекторе, длительность которого Т, определяется величинами Уь У 1, и постоянной времени цепи из конденсатора 11 и резистора 13, заканчивается.Импульс коллектора транзистора 12 управляет вторым мультпвибратором 2, па выходе которого формируется импульс У, продолжительностью Т, (фиг. 2, в), поступающий на ГАС-цепочку на резисторе 3 и конденсаторе 4. Слабо пульсирующее напряжение У, (фиг, 2, г) на конденсаторе 4 передается к инвертирующему входу дифференциального усилителя б, на неинвертирующий вход которого подается выходное напряжение с 1 преобразователя, и сравнивается с напряжением К. Пока выходное напряжение У, более положительно, чем напряжение 1.,1, на конденсаторе 4, на выходе дифференциального усилителя б имеется положительное напряжение, которое поступает па базу разрядного транзистора 7, открывая его. Тогда накопительный конденсатор 8 разрякается через резистор 23 и переход коллектор - эмиттер транзистора 7 до тех пор, пока 5 10 15 20 25 ЗО 35 4 Э 45 5 Э 55 60 65 выходное напряжение 1.,1, не сравнивается с напряжением У,. При равенстве этих напряжений транзистор 7 закрывается, и разряд накопительного конденсатора 8 прекращается. В результате напрякение С,р на конденсаторе 8 и, следовательно, выходное напряжение К, не изменяются.Постоянство напряжений У,р и С, достигается в конце периода входного сигнала У;, когда напряже 11 ие на конденсаторе 4 Ус ДО. стирает самого низкого значения.Предлагаемое устройство имеет большое преимущество перед известными потому, что прп понижении частоты входного сигнала с 11 напряжение У, на конденсаторе 4 понижается уже в конце данного периода Т,1 входногосигна.1 а. В результате понижается и выходное напряжение С 1(на фиг. 2 изображено пунктиром), Таким образом, уменьшается и время запаздывания между началом понижения частоты и понижением выходного напряжения.Кроме того, при выпадении входного сигнала У 1 выходное напряжение 1.,1 в течение короткого времени сводится автоматически к НУЛ 1 О.Роль ключа 5 сводится к следующему.Во время большей части каждого периода входного сигнала У; транзистор 12 открыт, и на его коллекторе имеется лишь незначительное остаточное напрякенпе. Это напряжение поступает на базу транзистора 21, который находится в закрытом состоянии. Только во время импульса У 1 продолжительностью Т, база транзистора 21 получает потенциал источника питания +01 вследствие чего транзистор 21 открывается и передает ток через токоограничительный резистор 22 на вход транзистора 24 согласующего устройства 9. Вследствие этого повьппается выходное напряжение У. Однако это повышение немедленно прекращается, поскольку с выхода устройства на вход дифференциального усилителя 6 поступает положите,1 ш 10 е напряжение, которое Открывает разрядный транзистор 7. Транзистор 7 остается открытым лишь в течение того времени, когда он пропускает ток транзистора 21.Таким образом, напряжение на базе транзистора 24, напряжение на накопительном конденсаторе 8 и выходное напряжение остаются практически постояннымн. Это имеет место при постоянстве частоты сигнала С 7 ь когда продолжительность периода постоянна и самое низкое значение напряжения 1.1, На конденсаторе 4 в конце каждого периода не изменяется.Если же частота входного сигнала У 1 повышается, то напряжение У, в конце текущего периода Ткаждый раз выше, чем в конце предыдущего периода Т -1 (фиг. 2, г, д).Однако, поскольку накопленное напряжение С,р или выходное напрякение соответствует значению Ь, в конце предыдущего периода,то непнвертирующий вход усилителя 6 более положителен, чем его инвертирующий вход.Напряжение на выходе усилителя 6 запира545273 1 ет транзистор 7. Ток в течение действия импульса Т, заряжает через транзистор 21 накопительный конденсатор 8, причем напряжение У,р и, следовательно, напря:кение Сповышаются до тех пор, пока напряжение Уне сравняется с мгновенным значением напряжения У Затем транзистор 7 открывается и предотвращает зарядку накопительного конденсатора 8, Этот процесс приспособления выходного напряжения У к изменяемой частоте входного сигнала осуществляется в течение относительно короткого времени Т Формула изобретенияПреобразователь частоты в напряжение, содержащий двухступенчатый формирователь импульсов, вход которого соединен с входным зажимом, один выход подключен к управляющему входу ключа, а другой - к функциональному датчику, выполненному в виде РС-цепочки, выход ключа соединен с накопительным 5 конденсатором, подключенным также к согласующему устройству, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения инерционности преобразования, в него введен дифференциальный усилитель п разрядный транзистор, при чем конденсатор функционального датчикасоединен с пнвертнрующим входом дифференциального усилителя, выход которого подключен к базе разрядного транзистора, коллектор последнего соединен с накопительным конден сатором, а выход согласующего устройстваподключен к непнвертирующему входу дифференциального усилителя,