Частотный преобразователь

(и) 549888 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву -22) Заявлено 15.09,75 (21) 2172169/21 Кл.Н 03 К 13/2 с присоединением зая ооударственнвй коми Совета Министров СС оо делам изобретениии открытий(72) Авторы нзобретени игорьев и В. В. Христич ганрогский 1) Заявител ехнический институт им алмыков 54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ з приводит к образовани пре- риски преоб Цель из преобразования. Предлагаемый часто тель, содержащий гененый преобразова тор синусоидальныхителя,охваченного колебаний на основе ус частотнозависимой обра шей из интегрирующего нои связью, состоя и дифференцируюше уемым резистором го усилителеи с регули в цепи обратной связи, единены с выходом уси ференцируюшего и инте ля подключены через р напряжения ко входу ус входы которых солителя, выход дифрируюшего усилитезистивный делитель 15 лителя, последова ельно соединенные ус тель и измерительс выходом основ- выход измерительо входом интегбжен двумя выпряный усилителного усилител язанные и этом О ного усилителя соедине рирующего усилителя, мителями, элементом ным двумя входами к лей, и интегратором, элемента сравнения; нения, подключендам выпрямитеченным на выходе р клю тегратора соых И обретение относится к измерительной технике, может быть использовано для преобразования малых относительных изменений сопротивления, а также неэлектрических величин, как, например, температура, давление и др в частоту или период электрических колебаний.Известен частотный преобразователь, содержащий генератор синусоидальных колебаний на основе усилителя с частотнозависимой положительной обратной связью через Г-образную КС-цепь (цепь Вина), Последовательная ветвь этой цепи содержит регулируемое сопротивление, например полевой транзистор, управляющий вход которого через выпрямитель соединен с выходом генератора. Кроме того, выход генератора через последовательно соединенные мостовую схему и измерительный усилитель соединен с резистором или конденсатором параллельной ветви Г-образной цепи.Нестабильность выходного напряжения генератора, обусловленная изменением напряжения питания, температуры, полностью трансформируется в изменение частоты, что ополнительной погрешности549888 Г =ГИЭ И 1 + К КИ М где- м единен с подвижным выводом регулирующего резистора, вход первого выпрямителя соединен с выходом усилителя, вход второговыпрямителя соединен с выходом интегрирующего усилителя, 5Схема устройства изображена на чертеже.Частотный преобразователь содержитусилитель генератора 1, резисторы 2,3 цепи частотнозависимой отрицательной обратной связи, резисторы 4,5 цепи частотноУзависимой положительной обратной связи,операционный усилитель 6, резистор 7, конденсатор 8, которые образуют интегрирующий усилитель, операционный усилитель 9, 15конденсатор 1 О, регулируемый резистор 1 1,например полевой транзистор в режиме управляемого сопротивления, которые образуют дифференцируюший усилитель, резисторы 12, 13, образующие сумматор; интегратор 14 (усилитель с конденсатором в цепиобратной связи играет роль сглаживающегофильтра и усилителя сигналов со схемы сравнения) схему сравнения 15, выпрямители 16,17 (представляют собой преобразователи среднего значения), операционный усилитель 18,резисторы 19-22 (один из них, например резистор 22, моделирует датчик измеряемойфизической величины, резисторы 19-22 образуют совместно мостовой усилитель, Если З 0все резисторы 1 9-22 одинаковы, сигнал смостового усилителя равен нулю; при изменении сопротивления резистора 22 появляетСя сигнал, пропорциональный относительномуизменению этого сопротивления, Измерительный усилитель 23 предназначен для точногоусиления сигнала с выхода мостового усилителя при его разбалансе,Генератор на основе операционного усилителя 1 охвачен цепями частотнозависимойотрицательной обратной связи на резисторах 2-3 и положительной обратной связи нарезисторах 4-5, а также цепью частотнозависимой отрицательной обратной связи через интегрирующий дифференцирующий усилители, входные зажимы которых объединены,а выходные подключены к сумматору на резисторах 12-13, Управляющий вход регулируемого резистора 11 через интегратор 14 50подключен к выходу схемы сравнения 15,один из входов которой через выпрямитель 16соединен с выходом генератора, а другойчерез дополнительный выпрямитель 17 подключен к выходу интегрирующего усилителя,суммирующая точка которого через резистор 24 соединена с выходом измерительного усилителя 23, вход которого через мостовой усилитель подключен к выходу генератора,Датчиком измеряемой величины может быть один из резисторов, например 22, мостового усилителя,При. балансе мостового усилителя, т.е. при равенстве сопротивлений резисторов 19- 22, частота генерации где 1 и - постоянная времени интегрирующего усилителя,- постоянная времени дифференДцирующего усилителяПри разбалансе мостового усилителя, например при изменении сопротивления резистора 22, на его выходе появляется напряжение, которое после усиления измерительным усилителем 23 через резистор 24, сопротивление которого равно сопротивлению резистора 7, подается в суммирующую точку интегрирующего усилителя. Действие напряжения разбаланса эквивалентно изменению постоянной времени интегрирующего усилителя. где КИ - коэффициент передачи измерительного усилителя,КМ - коэффициент передачи мостового усилителя,Частота генерации а напряжение на выходе интегратора- напряжение на выходе гене- вых ратора,Из выражения (1) следует, что частотагенерации изменяется по нелинейному закону. Чтобы получить линейный закон преобразования, необходимо постоянную временидифференцируюшего усилителя изменить синхронно с постоянной времени интегрирующего усилителя. Для этого на управляющийвход резистора 11 подают через интегратор 14 напряжение со схемы сравнения 15,на один вход которой напряжение подаетсячерез выпрямитель 16 с выхода генератора,а на другой - через дополнительный выпрямитель с выхода интегрирующего усилителя.Б этом случае частота генерации изменяется по линейному законуТираж 1052осударственного комитета Совпо делам изобретений и откры113035, Москва, Ж, Рау ИИП кая набд. 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Частотный преобразователь, содержащий генератор синусоидальных колебаний на основе усилителя, охваченного резистивной обратной связью, частотнозависимой обратной связью, состоящей из интегрирующего и дифференцируюшего усилителей с регулируемым резистором в цепи обратной связи, входы которых соединены с выходом усилителя, выходы дифференцирующего и интегрирующего усилителей подключены через резистивный делитель напряжения ко входу усилителя, последовательно соединенные мостовой усилитель и измерительный усилитель, связанные с выходом основного усилителя, при этом выход измерительного усилителя соединен со входом интегрирующего усилителя, отличающийся тем,что, сцелью повышения точности преобразования, он снабжен двумя выпрямителями, элементом сравнения, подключенным двумя входами к вы - ходам выпрямителей, и интегратором, включенным на выходе элемента сравнения, выход интегратора соединен с подвижным выводом регулируемого резистора, вход первого выпрямителя соединен с выходом усилителя, вход второго выпрямителя соединен с выходом интегрирующего усилителя.