Преобразователь частоты в постоянное напряжение

(11)1 Союв Советских Социалистических Роспублил(45) Дата опубликования описания 30.08.79 о делам изобрегени тнрытин 72) Авторы изобретения. Гуров и В. Н. Чувычи жский ордена Трудового Красного Знамени политехническ институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЪ ВНАПРЯЖЕНИЕ ТОЯ ННОЕ госУАарственный комитет (23) Приори е Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах аварийной автоматики энергосистем.Известны преобразователи частоты в постоянное напряжение, содержащие полосовые фильтры 1, которые имеют на выходе постоянное напряжение или ток, пропорциональные частоте измеряемого напряжения.Известные преобразователи имеют низкую точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь частоты в постоянное напряжение, содержащий последовательно соединенные стабилизатор и частоточувствительный блок, например полосовой фильтр 2, Такой преобразователь также имеет узкий рабочий диапазон частот и нелинейную зависимость напряжения от частоты, В указанном преобразователе используется фазовая характеристика фильтра. Для обеспечения достаточной точности преобразования частоты требуется определенная крутизна фазовой характеристики фильтра. Но с увеличением крутизны фазовой характеристики уменьшается рабочий диапазон частот преобразователя,Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот преобразователя. Для достижения этой цели, в преобразователь частоты в постоянное напряжение, содержащий последовательно соединенные 5 стабилизатор и частоточувствительныйблок, например полосовой фильтр, введены суммирующий и выходной элементы, и дополнительных полосовых фильтров с разными резонансными частотами и и+ бло ков преобразования фазы в постоянное напряжение, входы всех полосовых фильтров подключены на выход стабилизатора и на один из входов каждого блока преобразования фазы в постоянное напряжение, на 5 вторые входы которых подключены соответствующие выходы полосовых фильтров, причем параллельно выходу каждого блока преобразования фазы в постоянное напряжение включена дополнительная после довательная цепь, состоящая нз двухвстречно соединенных диодов и источника опорного напряжения, а параллельно источнику опорного напряжения и одному диоду включен стабилитрон, аноды диодов каждой упомянутой последовательной цепи через суммирующий элемент связаны с выходным элементом.На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя частоты, в которой использовано три полосовых фильтра; нафиг. 2 - фазовые характеристики, поясняющие работу устройства,Устройство содержит стабилизатор 1, полосовые фильтры 2, 3, 4, блоки преобразования фазы в постоянное напряжение 5, 6,7, источники опорного напряжения 8, 9, 10,диоды 11 - 16, стабилитроны 17, 18, 19,суммирующий элемент 20 и выходной элемент 21.Преобразователь частоты в постоянное 10напряжение работает следующим образом.Напряжение У измеряемой частоты подается на вход стабилизатора 1. Напряжение У на выходе стабилизатора практически не зависит от изменения величины У, 15и от наличия во входном напряжении высших гармоник. При изменении частоты измеряемого напряжения изменяется фазавыходного напряжения фильтров, На выходе блоков преобразования фазы в постоянное напряжение имеется постоянное напряжение, пропорциональное фазе р выходныхнапряжений 03, У 4, Св фильтров,При частоте (т (см. фиг. 2) начинается изменение фазы выходного напряжения 2503 фильтра 2 и с ростом частоты растетнапряжение У, На выходе блока преобразования фазы в постоянное напряжение 5У=йр,. На выходах блоков 6 и 7 при этомнапряжение отсутствует. До частоты 30=т напряжение в точке а на выходе блока 5 равно напряжению источника опорного напряжения 8, так как У,=1 В(Уоп 3.и диод 11 закрыт. Напряжения в точках би в также равны соответственно напряже- З 5ниям источников опорного напряжения 9 и10. На выходе суммирующего элемента 20имеется постоянное напряжение У ЗК,Б,так как40Уопв: Уолэ: УопоКогда частота измеряемого напряжения становится )ь напряжение на выходе блока 5 становится У=Й)lопг, диод 14 закрывается и в точке а имеется напряжение У=й,цч. При изменении частоты в диапазоне г(-п напряжение на выходе суммирующего элемента 20Уг =й +2 У,.50 Когда =ш напряжение 7 г,ср, становится равным напряжению пробоя стабилитрона 17 и при дальнейшем увеличении частоты напряжение в точке а остается постоянными равным У,=Уст. 55 Резонансные частоты фильтров выбраны таким образом, что в момент, когда У,= =р= Уст, напряжение на выходе блока 6 становится равным60Уд - Аи 9 з - Уоп 8При изменении частоты в диапазоне дш напряжение на выходе суммирующего элемента 20ф Уст + 2 12 + УОпфВ момент =ш, Ув=2 У, так как У,= =Уст. При изменении частоты в диапазонеЯцС 1 .1 чнапряжение на выходе суммирующего элемента 20У . 2 У+ й) ,.В момснт = У. =Заест.Точность работы всей схемы определяется крутизной фазовых характеристик фильтров и стабильностью выполнения всех элементов. Относительная погрешность не зависит от количества фильтров, При необходимости количество фильтров может быть увеличено и таким образом еще более расширен рабочий диапазон частот. Формула изобретенияПреобразователь частоты в постоянное напряжение, содержащий последовательно соединенные стабилизатор и частоточувствительный блок, например полосовой фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот и улучшения линейности зависимости напряжения от частоты, в него введены суммирующий и выходной элементы, и дополнительных полосовых фильтров с разными резонансными частотами и и+1 блоков преобразования фазы в постоянное напряжение, входы всех полосовых фильтров подключены к выходу стабилизатора и к одному из входов каждого блока преобразования фазы в постоянное напряжение, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы пол осовых фильтров, причем параллельно выходу каждого блока преобразования фазы в постоянное напряжение включена дополнительная последовательная цепь, состоящая из двух встречно соединенных диодов и источника опорного напряжения, а параллельно источнику опорного напряжения и одному диоду вклнчен стабилитрон, аноды диодов каждой упомянутой последовательной цепи через суммируюгций элемент связаны с выходным элементом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Великобритании1287620, кл, Н ЗА, 1968.2, Фабрикант В, Л. и др. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование, М., Высшая школа, 1974, с. 198 - 207.682834 Фцг. 1 рУ у 4Составитель В. Бага едактор В. Девятовктор И. Позняковская Заказ 2016/20 Изд.536 Тираж 1090 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2