Преобразователь частоты в напряжение

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) О 1) 6 151)4 Н 03 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТИ ТЕНИЯ ВТСРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енный Красосударст рудового точный р вательск иоии инта го комит и и контро бер 91858,69.льство СССК 13/20,19(71) Дальневосточныйуниверситет и Орденаного Знамени дальневнальный научно-исслеститут ГосударственнСССР по гидрометеоролю природной среды(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ВНАПРЯЖЕНИЕ, содержащий первый интегратор и генератор образцовой частотывыход которого соединен с тактовымвходом сдвигового регистра, информа;ционный вход которогоявляется вхо-.дом устройства,а выход последнего азряда соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход пер вого интегратора является первым выходом устройства, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования в него введены три инвертора, второй и тре.тий .элементы ИЛИ-НЕ и второй интегратор, выход первого разряда сдвигового регистра соединенс первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и через первый инвертор - с вторым входом ,первого элемента ИЛИ-НЕ, выход последнего разряда сдвигового регистра через второй инвертор соединен с вторым входом второго элемента ИЛИНЕ, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с соответствующими входами третьего элемента.ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом первого интегратора и через третий инвертор - с входом второго интегратора, выход которого является вторым выходом устройства,1 1197Изобретение относится к измеритяТьной технике и может быть использованодля преобразования выходных сигналов частотных датчиков неэлектрических величин в измерительных частотных преобразователях, в системах автоматического регулирования.Целью изобретения является повьппение точности преобразования за счет компенсации постоянной составляющей 1 О выходного сигнала.На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временные диаграммы.Преобразователь частоты.в напря жение содержит генератор 1 образцовой частоты, сдвиговый регистр 2, первый 3 и второй 4 инверторы,первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ5 - 7, третий инвертор 8, первый 9 20 и второй 10 интенграторы, выходы которых являются соответственно первым 11 и вторым 12 выходами устройства.25Преобразователь частоты в напряжение работает следующим образом.С выхода генератора 1 образцовой частоты на тактовый вход сдвигового регистра 2 поступает импульсная последовательность с частотойо (фиг.2 а). Со входа устройства на информационный вход сдвигового регистра 2 поступает последовательность импульсов преобразуемой частоты 1 (фиг.2 б). На выходе первого разряда 35 сдвигового регистра 2 получается первая последовательность импульсов преобразуемой частоты 1 , синхронизированная с импульсами генератора 1 образцовой частоты, которая по- Ю дается на вход первого инвертора 3 и первый вход второго элемента ИЛИНЕ .6 (фиг,2 в). С выхода первого инвертора 3 инвертированная последовательность поступает на первый 45 вход первого элемента ИЛИ-НЕ 5 (фиг.2 д). С выхода последнего разряда сдвигового регистра 2 вторая последовательность импульсов преобразуемой частоты 1 , сдвинутая50 относительно первой на время, кратное периоду колебаний генератора 1образцовой частоты, подается на вход второго инвертора .4 и первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ 5 (фиг.2 г), 55 на выходе которого из этих двух последовательностей синхронизированных входных импульсов формируется 083первая последовательность импульсовпостоянной длительности 1 О, кратной периоду колебаний генератора 1образцовой частоты, следующих спреобразуемой частотой 1 (фиг.2 е).Длительность сформированных импульсов определяется выражением1:(И)Тгде К - разрядность сдвигового регистра 2;Т - период колебаний генератора 1 образцовой частоты,Эта последовательность поступаетна первый вход третьего элементаИЛИ-НЕ 7. С выхода второго инвертора 4 инвертированная вторая последовательность синхронизированныхимпульсов преобразуемой частоты подается на второй вход второго эле-,мента ИЛИ-НЕ 6 (фиг.2 ж), на первыйвход которого поступает неинвертированная первая последовательностьсинхронизированных входных импульсов.Из этих двух импульсных последовательностей на выходе второго элементаИЛИ-НЕ 6 формируется вторая последовательность импульсов постоянной длительности 1 ц =( К - 1)Т , следующихс преобразуемой частотой 1 (фиг.2 з).Эта последовательность импульсов пос-тоянной длительности к;и , сдвинутаяотносительно аналогичной первой наавремя, равное половине периода следования Т входных импульсов, подается на второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ 7 на выходе которого изэтих двух последовательностей получаются импульсы длительностиИТх(1)ТОследующие с удвоенйой преобразуемой частотой 21, которые подаются на вход третьего инвертора 8 и вход первого интегратора 9(фиг.2 и). С выхода третьего инвертора 8 снимается. последовательностьимпульсов постоянной длительности1(-1)ТО, следующих с удвоенной преобразуемой частотой 2 1 ,и подается на вход второго интегратора 10 (фиг.2 к). На выходе первогоинтегратора 9 получается напряжение,среднее значение которого определяется, выражением Это напряжение подается на первый выход 11 устройства (фиг.2 л), На выходе второго интегратора 10 получато постоянная составляющая (1 в 20 выходном напряжении преобразователя обратится в нуль и выходное напряжение преобразователя определяется только величиной девиации преобразуемой частоты, т.е,25О= ЗОХ 4 К(Зо"-11 офьЕХКОо 1 К-,(1 хоЬТо р 1 иф(к в)т,1 Да кф к%-4 к.1 т,ДьОДприращение выходного напряжения преобразователя в наиболее общем случае, обусловленное изменением всех величин;номинальное значение периодаколебаний генератора образцовой частоты;номинальное значение коэффициента передачи интегратора; Тоо что позволяет выделять очень малыедевиации преобразуемой частоты иполучать высокую точность преобразования входного сигнала. Ко 3 1197083 4етсянапряжение среднее значение ко 7- постоянная составляющая напооторого определяется из выражения ряжения питания интегратора0 =КО 2(-1)Т тх.- несущая, частота преобразуемоко(1,= К 0 о 2 -11,х.го входного частотно-модулиНапряжение Ц поступает на второй 5 рованного,(ЧИ) сигнала;выход 12 преобразователя (фиг,2 м). 6 1 х - девиация преобразуемой часВыходное напряжение преобразователя, тоты;равное разности напряжений б, и О , АК,ВО ,оТ - отклонения величин Х,снимается с выходов 11 и 12 (фиг.2 н). lо, Т соответственноЭто напряжение равно 0 от номинальных значений.Если подобрать разрядностьО=О -Ц =Ос+6 Цх,М 1 ъ ссдвигового регистра 2 и значение пе. -риода Т колебаний генератора 1где М = г, Д Г 1 4(К 11 Т1 п образцовой частоты таким образом,с о оо с/ оо хоЛтоянная составляющая выход чтобы выполнялось условиеного напряжения преобразователя;4(К.)Т = тхоВОк" 4 кОвСкт ьАх+ФкО (кч 1 дто+оз рректор А.Обруча Подписнитета СССР крыти я наб 4/ Филиал ЛПП Патент, г, Ужгород, ул. Проектн аказ 757 б/58 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Моск