Линейный преобразователь амплитуды переменного напряжения

11 ц 682833 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявл присое ием заявки Государственный комите) Опубликовано 30,08.79, Бюллетень3 ) Дата опубликования описания 30,08.79) Заявитель 4) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯстотногооторого выходное ально чаетектопор Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для линейного преобразования амплитуды переменного напряжения в постоянное напряжение.Известен линейный преобразователь, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, расширитель и интегратор, а также второй интегратор, включенный между расширителем и одним входом элемента сравнения 11.Такой преобразователь имеет недостаточную точность преобразования из-за повышенной амплитуды пульсации выходного напряжения при работе в широком диапазоне частот повторения входных сигналов.Наиболее близкое к изобретению техническое решение - линейныи преобразователь амплитуды переменного напряжения, содержащий компаратор и последовательно соединенные ждущий вибратор, ключевой элемент и накопительный элемент, соединенный с первым входом компаратора 21.Недостаточная точность преобразования при использовании этого преобразователя в широком диапазоне частот повторения входных сигналов обусловлена тем, что в паузах между максимумами входного сигнала накопительный элемент отключается от входа ключом по команде ждущего мультивиоратора, постоянная времени которого выбрана равной упомянутой паузе. Это способствует сохранен ю максимального выходного напряжения накопительного эле мента. Если же использовать устройство вдиапазоне частот, например, при более высокой частоте повторения входного сигнала паузы между максимумами будут короче, а при прежней постоянной времен10 мультивибратора совершенно нарушитсясинхронизация во времени между моментом максимума сигнала и моментом отключения накопительного элемента от источника входных сигналов.15 Цель изобретения - повышение точностипреобразования.11 оставленная цель достигается тем, чтов линейный преобразователь амплитуды переменного напряжения, содержащий компа ратор и последовательно соединенные ждущий мультивпбратор, ключевой элемент и накопительный элемент, сосд;1 ненный с первым входом компаратора, введен частогный детектор, включенньш между вторым входом компаратора и сигнальным входом ключевого элемента, а выход компаратора соединен с входом ждущего мультивибратора.Введение ча д ора,ЗО напряжение к пр цион50 55 60 3стоте повторения входного сигнала, позволяет обеспечить условия, при которых для выбранной постоянной времени ждущего мультивибратора выходное напряжение накогсительного элемента достигает одного того же уровня, а именно уровня, равного максимуму входного сигнала в широком диапазоне частот повторения входного сигналаа.Примем, например, что накопительный элемент выполнен в виде интегратора, выходное напряжение которого описывается напряжением У,= У. т/Т, где с - время интегрирования (постоянная времени ждущего мультивибратора); Т - постоянная интегрирующая цепи, из которой вид О, что прп пост 051 нстве т и 7 выходное напряжение прямо пропорционально входному напряжению Ь подаваемому на накопительный элемент,На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - даны эпюры выходного напряжения.Преобразователь содержит последовательно соединенные частотный детектор 1, ключевой элемент 2 и накопительный элемент 3, соединенный с одним входом компаратора 4, второй вход которого соединен с входом частотного детектора 1, а выход через ждущий мультивибратор 5 - с управляющим входом ключевого элемента 2.Частотный детектор 1 формирует постоянное напряжение, пропорциональное частоте входного переменного сигнала. Ключевой элемент 2 пропускает напряжение частотного детектора 1 на накопительный элемент 3 при наличии разрешения на управляющем входе или не пропускает прп его отсутствии.Накопительный элемент 3 формирует выходное постоянное напряжение, равное ам - литуде входного переменного напр 5151 ссни 51, и может быть выполнен в виде 11 нтсгр;11 р 5- ющего элемента, наприер, на Оазе ус 11 л 11- теля с емкостной обратной св 51 зьо.Компаратор 4 вырабатывает сигнал управления нсдущим мультивибратором 5 по результатам сравнения амплитуды входного напряжения с напряжением накопительного элемента 3.Преобразователь работает следующим образом.При подаче на вход устройства переменного напряжения, частота повторения которого равна, например, средней частоте Г, рабочего диапазона, на входе компаратора 4 появится сигнал, под действием которого мультивибратор 5 вырабатывает сигнал разрешения. Элемент 2 открывается, и напряжение, пропорциональное частоте входного переменного сигнала с выхода частотного детектора 1, беспрепятственно О 15 20 25 30 35 0 5 проходит на накопительный элемент 3, в результате чего его выходнос напр 5151 сенне увеличивается, а после достижения уровня амплитуды входного сигнала на выходе компаратора 4 1: затем на входе мультивнбратора 5 исчезает сигнал управления, элемент 2 отключает накоп 111 сльны; элемент 3 от частотного детектора 1. 3 последующем при уменьшении выходного напряжения элемента 3 происходит периодический подзаряд накопительного элемента 3 по команде компаратора 4 аналогично описанному выше (при подаче входного переменного напряжения), причем время подзаряда равно постоянной времени ждущего мультивибратора 5, в результате чего выходное постоянное напряжение устройства поддерживается равным амплитуде вы:ходного напряжения.Изменение частоты и .ходного напряжения в ту илн другую сторону от средней приводит к изменению величины выходного напряжения частотного детектора 1, а поскольку время подзар яда остается по- прежнему равным постоянной времени мультивибратора 5, интегрирующий элемент 3 под действием, например, большого выходного напряжения детектора (для большей частоты повторения) быстрее достигает уровня амплитуды входного переменного напряжения или, наоборот, под дейсгвием меньшего выходного напряжения детектора (для меньшей частоты 71) повторения медленнее достигает уровня амплитуды, что обеспечивает в обоих случаях такой же уровень выходного напряжения, что и на средней части рабочего диапазона.Справедливость этого процесса подтверждается теоретически в соответствии с указанным выше описанием напряжения интегр 2 тора Ь них= Увх т(1 Т и пл:1:Острируется на фиг, 2 эпюрами выходного напряжения "стройства. Рост выходного напряжения (кривая Г,) продо,:51 с 1 етс 51 и после того, 1;ак сраоатывает комп 2 ратор 4 и н 2 его входе исчезает сигнал управл ння мультивнбратором 5. Только в момент 1 т. е. через время т (постоянная времени мультивибратора), прекращается рост выходного напряжения, так как на входе мультивибратора 5 исчезает сигнал, и элемент 2 отключает элемент 3 от детектора 1. Аналогично для частоты Г 1(7, выходное напряжение (кривая Р 1) нарастает медленнее, и сигнал управления на выходе компаратора 4 исчезпозжс (:,1 омснт 1), так 5 ксключается элемент 2 (момент 1).Аналогично для частоты Г,)Г, выходное напряжение (кривая Р) нарастает быстрее, и сигнал управления на выходе компаратора 4 исчезает раньше (момент 1"1), также682833 Формула пзооретения Оиг, ) Урееенг ецвЬсге нопряженоя умУреее Составитель В. ЬагановРыбалова Текрсд А. Камышникова м.,;гскыр Р. Ьерков едакто Изд. Л"о 522 Тираж 1 ОГосударственного комитета СССР по делам 113035, Москва Ж, Раушская нао., д О аказ 2111, 110 Г 1 оис Подписноеипй и открыти,изоорсипография, пр, Сапунова, 2 раньше (момент 1") отключается элемент 2. Видно, что во всех трех показанных на фиг. 2 случаях выходное напряжение устройства достигает одного и того же уровня независимо от частоты выходного сигнала,Наибольший эффект достигается в результате согласованной настройки элементов устройства, а именно постоянной времени мультивибратора 5 (времени интегрирования т) и постоянной времени Т интегрирующего элемента 3.Кроме того, устройство практически не воспринимает случайные импульсные помехи, так как имеется двойная защита, выходное напряжение частотного детектора практически не искажается присутствием случайной импульсной помехи, а если это и случится, то интегрирующий элемент 3, как инерционное звено, не изменит заметно свое выходное напряжение. Линейный преобразователь амплитудыпеременного напряжения, содержащий ком паратор и последовательно соединенныеждущий мультивибратор, ключевой элемент и накопительный элемент, соединенный с первым входом компаратора, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 10 точности преобразования, в него введен частотный детектор, включенный между вторым входом компаратора и сигнальным входом ключевого элемента, а выход компаратора соединен с входом ждущего мультивибра тора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР526050, кл. Н 02 К 7/00, 1976.20 2, Авторское свидетельство431460, кл. Н 02 К 7/00, 1974.