Преобразователь частоты в напряжение

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 13716(19) д)с 1 Н 03 К 9 ЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ ет быть использ елеметрии. Цель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(61) 6710 (21) 4138 (гг) 24, (46) 30.0 (71) Спе нологиче кого инс (72) Р,Н (53) 621 (56) Авто Яф 834886Авторс 9 671029 015/24-210.86(57) Изобретение можвано в устройствах т изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства. Преобразователь содержит формирователь 3 импульсов, одновибратор 4, интегратор5, ключи 1 О, 24 и 25, повторитель 12напряжения и управляющий усилитель13Введение элемента ИЛИ 1, элемента ЗАПРЕТ 2, элемента И 18, частотного модулятора 17, усилителя 19 переменного тока, фильтра 20 нижних частот, компаратора 21, источника 22опорного напряжения и элемента 23 памяти обеспечивает индикацию попадания несущей частоты и ее уменьшениецо значений, меньших нижнего пределапреобразования частоты. В описанииприведен пример реализации элемента23 памяти, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах телеметрии.Целью изобретения является расши 5рение функционапьных возможностей засчет индикации пропадания несущейчастоты и ее уменьшения до значений,меньших нижнего предела преобразования частоты,10На чертеже приведена функциональная схема преобразователя частоты внапряжение.Преобразователь частоты в напряжение содержит элемент ИЛИ 1, элементЗАПРЕТ 2, формирователь 3 импульсов,одновибратор 4, интегратор 5, содержащий первый и второй резисторы 6 и7, операционный усилитель 8, первыйконденсатор 9, а также первый ключ10, второй конденсатор 11, повторитель 12 напряжения, управляемый уси:литель 13, вход 14 устройства, выход. устройства 15, выход 16 устройства,частотный модулятор 17, элемент И 18, 25усилитель 19 переменного тока, фильтр20 нижних частот, компаратор 21, источник 22 опорного напряжения, элемент памяти 23, содержащий ключи 24и 25, полосовой фильтр 26, и суммато ры 2728, конденсатор 29.Вход 14 устройства соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 2, запрещающий вход которого соединен с выходом компаратора 21. Первый вход элемента ИЛИ 1 соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ 2, а выход - с входомформирователя 3 импульсов, выход которого соединен с первым входом интегратора 5, содержащего первый резистор 6, второй резистор 7, операционный усилитель 8 и конденсатор 9.Первый и второй резисторы 6 и 7 соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 8 и через конденсатор 9 с его выходом, являющимся выходом интегратора 5, Неинвертирующийвход операционного усилителя 8 соединен с общей шиной. Выход интегратора5 через ключ 10 соединен с конденсатором 11 и входом повторителя 12,управляющий вход ключа 10 соединен свыходом одновибратора 4. Выход повторителя 12 соединен с входом управляемого усилителя 13, управляющий вход55которого соединен с входом одновибратора 4 и с выходом элемента ИЛИ 1, авыход " с основным выходом 15 устройства и с входом элемента памяти 23,выход которого соединен с входом частотного модулятора 17, выход которогосоединен с первым входом элементаИ 18, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1, Вход усилителя 19 переменного тока соединенс входом 14 устройства, а выход - свходом фильтра 20 нижних частот, выход которого соединен с первым входом компаратора 21, второй вход которого соединен с источником 22 опорного напряжения, выход компаратора 21соединен свторым входом элементаИ 18, управляющим входом элемента 23памяти и дополнительным выходом 16устройства.Вход элемента 23 памяти через последовательно соединенные ключ 24 ифильтр 26 соединен с первыми входамисумматоров 27 и 28, Второй вход сумматора 27 соединен с входом элемента23 памяти. Выход сумматора 27 черезключ 25 и конденсатор 29 соединен собщей шиной, выход ключа 25 соединенс вторым входом сумматора 28. Управляющие входы ключей 24 и 25 соединены с управляющим входом элемента памяти 23, а основной выход 15 устройства соединен со вторым входом интегратора, ,входы которого являются клеммами первого и второго резисторов,Вначале рассмотрим случай, когдачастота на входе 14 преобразователячастоты в напряжение Е=Е,р=сопзС.При наличии несущей частоты на интервале с-т усилитель 19 переменноготока усиливает входной сигнал, афильтр 20 нижних частот выделяет постоянную составляющую сигнала. Параметры фильтра 20 выбраны таким образом, чтобы при несущих .частотах преобразователя частоты в напряжениеЯ=К, рр его минимальное выходное напряжение было больше напряжения источника 22 опорного напряжения. ПриЭтом на выходе компаратора 21 устанавливается нулевой уровень, которымоткрыты ключи 24 и 25. Выходное напряжение устройства с основного выхода 15 устройства через сумматор 27,открытый ключ 25 и сумматор 28 поступает на выход элемента 23 памяти.Так как напряжение на основном выходе 15 устройства не содержит переменной составляющей, то сигнал на выходе фильтра 26 равен нулю,С выхода элемента 23 памяти сигналпоступает на вход частотного модуля 1413716тора 17, выходная частота которого пропорциональна выходному сигналу преобразователя частоты в напряжение и равна частоте на входе 14 устройст 5 ва, Для этого коэффициент преобразования преобразователя частоты в напряжение равен К ц= 1/К, где Кц,- коэффициент преобразования частотного модулятора. Выходные импульсы частотного модулятора 17 не проходят через элемент И 18, так как на его втором входе сигнал с выхода компаратора 21 равен логическому нулю.Несущая частота с входа 14 устройства передается через элемент ЗАПРЕТ 2, так как на его запрещающем входе сигнал равен нулю. Импульсы с выхода элемента ЗАПРЕТ 2 проходят .через элемент ИЛИ 1 и фронтами запускают фор мирователь 3 импульсов. Импульсы постоянной вольт-секундной площади с выхода формирователя 3 импульсов поступают на первый вход интегратора 5, формирующего выходное напряжение, 25 пропорциональное несущей частоте преобразователя частоты в напряжение .- Гмдн = (Т- й,) . Коэффициент усиления управляемого усилителя 13 в и-периоде несущей частоты устанав ливается на основании значения частоты в ппериоде. При Г = Едн коэффициент усиления управляемого усилителя 13 принят К= 1.При пропадании несущей на входе 14 устройства сигнал с выхода усилителя 19 переменного тока равен нулю и напряжение на выходе Фильтра 20 , стремится к нулю. Усилитель 19 переменного тока также исключает попада- ние постоянных уровней с входа 14 устройства на вход фильтра 20 нижних частот. Инерционность фильтра 20 нижних частот с одной стороны выбирается из условия уменьшения амплитуды 45 импульсных помех до уровня, который меньше напряжения источника 22 опорного напряжения.Пропаданию несущей частоты может предшествовать ее плавное уменьшение.5 ОВ этом случае при частотах Е ( в -т 2процесс установления напряжения навыходе интегратора 5 имеет расходящий характер, Поэтому инерционностьФильтра 20 нижних частот нужно выби 55рать таким образом, чтобы(е- тт) ( в -тКмцнПри соблюдении указанных условий на выходе компаратора 21 уставая,: ется логическая единица. При этом кратковременные помехи не проходятна выход элемента ЗАПРЕТ 2, так;.:. на его запрещаюием входе устанавливается логическая единица, которая также размыкает ключи 24 и 25. Конденсатор 29 запоминает напряжение на выходе 15 устройства. Коэффициенты передачи сумматоров 27 и 28 по вторым входам равны плюс 1. На выходе частотного модулятора 17 устанавливается частота, пропорциональная напряжению на выходе сумматора 28, В. : - ходные импульсы частотного модулятора 17 через элементы И 18 и ИЛИ 1 поступают на вход формирователя 3 импульсов и обеспечивают поддержание преобразователя частоты в напряжение в рабочем режиме, частотного модулятора.Когда в выходном сигнале преобразователя частоты в напряжение (основной выход 15 устройства) кроме постоянной составляющей содержится переменная составляющая, все элементы преобразователя частоты в напряжение, кроме элемента 23 памяти, работают так же. До пропадания несущей частоты ключи 24 и 25 открыты. Выходной сигнал преобразователя частоты в напряжение подается на вход полосового фильтра 26, на выходе которого выцеляется переменная составляющая в противофазе к сигналу с выхода 15 устройства. На выходе сумматора 27 выделяется постоянная составляющая выходного сигнала преобразователяПсС, которая поступает на конден"сатор 29,Пропадание несущей на входе 14устройства приводит к срабатываниюкомпаратора 21 и закрыванию ключей24 и 25. При этом постоянная составляющая П своза запоминается на конденсаторе 29. При размыкании ключа 24 на выходе фильтра 26 сохраняются гармонические колебания с убывающей амплитудой и частотой, соответствующей частоте выходного сигнала преобра вателя частоты в напряжение до пропадания несущей. Эти колебания поступают на второй вход сумматоре 28 с коэффициентом передачи К= -1. При этом на выходе сумматора 28 формируется сигнал, приблизительно равныйсигналу на выходе 15 устройства без1413716 Формула изобретения Составитель Е,Соловьев Редактор НГорват ,Техред М.Дидык Корректор В.ГирнякЗаказ 3793/56 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пропадания несущей. Точность такого приближения в основном определяется тем, насколько частота сигнала на выходе 15 устройства соответствует резонансной частоте фильтра 26, и5 его добротностью. При появлении несущей на выходе компаратора 21 устанавливается логический нуль и сигнал с входа 14 устройства поступает через элементы ЗАПРЕТ 2 и ИЛИ 1 на вход формирователя 3 импульсов, обеспечивая нормапьную работу преобразователя частоты в напряжение.Пропадание несущей частоты преобразователя частоты в напряжение приводит к кратковременным (один-два периода несущей) незначительным искажениям информационного сигнала после демодуляции. При этом на выходе 15 устройства устанавливается постоянная составляющая, имевшая место до пропадания несущей, а переменная составляющая изменяется приблизительно с той же частотой и амплитудой, которая имела место до пропадания несущей, что исключает ложную работу устройства во время переходных процессов.Сигнал с выхода компаратора 21 ис пользуется для индикации пропадания несущей на выходе 16 устройства,1, Преобразователь частоты в напряжение по авт.св. 9 671029, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с целью повышения устойчивости работы преобразователя, расширения функциональных воэможностей за счет индикации пропадания несущей частоты и. ее уменьшения до значения меньших нижнего предела преобразования частоты,.в него введены элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, И, час-тотный модулятор, усилитель переменного тока, фильтр нижних частот, компаратор, источник опорного напряжения, элемент памяти, причем прямой вход элемента ЗАПРЕТ и вход усилителя переменного тока соединены с входом преобразователя, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и управляющим входом управляемого усилителя, основной выход преобразователя через элемент памяти соединен с входом частотного модулятора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход усилителя переменного тока через фильтр нижних частот соединен с первым входом компаратора, второй вход которого через источник опорного напряжения соединен с общей шиной, выход компаратора является дополнительным выходом преобразователя и соединен с управляющим входом элемента памяти, с вторым входом элемента И и запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ.2, Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что элемент памяти содержит первый и второй ключи, полосовой фильтр, первый и второй сумматоры, конденсатор, причем вход элемента памяти соединен с вторым входом первого сумматора и через последовательно соединенные первый ключ и полосовой фильтр соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого сумматора через второй ключ и конденсатор соединен с общей шиной, точка соединения второго ключа и конденсатора соединена с вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом элемента памяти, управляющие входы первого и второго ключей соединены с управляющим входом элемента памяти.