Преобразователь частоты в напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ пользовано в противоаварийной автоматике энергосистем и автоматических регуляторах частоты. Цель изобретения повышение точности и увеличение надежности преобразователя. Преобразователь частоты в напряжение содержит генератор, триггер, дифференцирующую цепь и счетчик. Введение блока усреднения и элемента И позволяет повысить точность измерения и надежность преобразователя за счет исключения влияния дискретности импульсов генератора, благодаря синхронизации процесса формирования калиброванного импульса с импульсами генератора и процесса усреднения с периодом следования контролируемой сети. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретенной технике иустройствах прэнергосистем,частоты и актированных систектами при иорганов частотнального значе Блок 2 усреднения содержит первый ключ 7, интегратор 8, второй ключ 9, конденсатор 10 и повторитель 11.Вход преобразователя частоты в напряжение через дифференцирующую цепь 6 соединен с вторым входом блока 2 усреднения и входом сброса счетчика 4, выход которого соединен с О-входом триггера 1, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И 3, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 и тактовым входом триггера 1, а выход - с входом счетчика 4,Первый вход блока 2 устройства соединен с управляющим входом первого ключа 7. первый и второй входы которого соединены соответственно с шинами положительного и отрицательного опорного напряжения, а выход - с первым входом интегратора 8, выход которого через второй ключ 9 соединен с входом повторителя 11 и одной из обкладок конденсатора 10, вторая обкладка которого соединена с земляной Внои мощн емах управ остроении ы или ееотк ния. ти, автоматизиния энергообьзмерительных онения от номиГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 671029, кл. Н 03 К 9/06, 1976.Патент США %3591858, кл, Н 03 К 17/00,1971,(57) Изобретение относится к автоматике иизмерительной технике и может быть исе относится к измеритель- ожет быть использовано в тивоаварийной автоматики втоматических регуляторах Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства,На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя частоты в напряжение; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг, 3 функциональная схема устройства усреднения. Устройство содержит триггер 1, блок 2 усреднения, элемент И 3, счетчик 4, генератор 5, дифференцирующую цепь б. Н 03 К 17/00, а 01 Я 23/02, 23/0шиной, выход повторителя 11 соединен свыходом преобразователя частоты в напряжение и вторым входом интегратора 8, управляющий вход второго ключа 9 являетсявторым входом блока 2 усреднения, 5Преобразователь частоты в напряжение работает следующим образом,Входное прямоугольное напряжение(фиг, 2 а) прикладывается к входу дифференцирующей цепи 6, на выходе которой в начале каждого периода Тх вырабатываютсякратковременные единичные импульсы(фиг. 2 б), переводящие сигнал на выходесчетчика 4 импульсов в состояние "0" (фиг, 2 в).Выходной сигнал счетчика 4 импульсов прикладывается к О-входу триггера 1. С приходом рабочего фронта выходного импульсагенератора 5 (фиг. 2 г) выходной сигнал триггера 1 переходит в состояние "1"(фиг. 2 д),что соответствует началу формирования на 20входе блока 2 усреднения импульса калиброванной длительности То. При этом откры-вается логический элемент И 3 и импульсыгенератора 5 начинают заполнять счетчик 4.После заполнения счетчика 4 его выходной 25сигнал переходит в состояние "1", С приходом очередного рабочего фронта выходногоимпульса генератора 5 сигнал на выходетриггера 1 переходит в состояние "0", чтосоответствует окончанию формирования 30импульса калиброванной длительности Тона входе блока 2 усреднения, При этом длительность То формируемого калиброванного импульса будет всегда состоять из суммыцелого числа периодов Тгоч генератора 5 35опорной частоты. и будет равнаТо= Й Тгоч=Тгоч+Тгоч++Тгоч) где К - объем счетчика 4,Начало формируемого импульса калиброванной длительности будет совпадать сначалом периода Тгоч первого, входящего взту сумму, импульса генератора б, а окончание - с окончанием последнего, что позволяетболее точно формировать длительность калиброванного импульса,Блок 2 усреднения, в качестве которогоможет быть использован итерационный быстродействующий фильтр на базе интегратора8 с запоминающей обратной связью (фиг. 3),преобразует выходные импульсы триггера 1в двухполярные, стабилизирует их по амплитуде и выделяет среднее значение напряжения формируемой импульснойпоследовательности за период Тх контролируемой сети. Значение выделяемого приэтом напряжения Оср будет равноср где Оо - стабили литуды импульсо ванное значение а 1яв е выражении (2) Тх= - , после об а овании получимо(2 Тох).ражения (3) функциты в напряжение -предлагаемое устрразователем частоиональное выходняв То= - , где Тн2 р-О вы(3) я преобразовалинейна, Таким ойство являетты 1 х в прямоое напряжение ст м ния чаобразося преопрапорОсрПри льн й сети при номиты 1 н, получим(4) периода контролируемнальном значении часто гх гн Оср=Оо Оо Ю гн В этом случае вых Оср преобразователя бу ционально отклонению нального значения преобразования будет и лом каждого периода Т, одное надет пря частоты пряжение мопропорот номиЬн, Процесс овторяться с начаконтролируемой сеула изоб ния 1. Преобразователь частоты е напряжение, содержащий генератор, триггер, дифференцирующую цепь и счетчик, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения надежности преобразователя, в него введены блок усреднения и элемент И, вход преобразователя частоты в напряжение через дифференцирующую цепь соединен с вторым входом устройства усреднения и входом сброса Минимально возможное значение частоты 1 г опорного генератора определяетсяиз выраженияТо+Тгоч- " Тхмин (5)где Тхмин - длительйость периода сети примаксимальном значении контролируемойчастоты,ТнПриняв в выражении (5) То = -2Тх мин=0,9 Т что соответствует отклонению частоты от номинального значения50 Гц на + 5 Гц (диапазон работы устройств частотной автоматики энергосистем), получим частоту импульсовопорного генератора 1 г:2,51 ч, т,е, частота опорного генератора в предлагаемом устройстве может быть снижена до125 Гц, 1598144счетчика, выход которого соединен с О-входом триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом блока усреднения и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генера торэ и тактовым входом триггера, а выход - с входом счетчика. 2. Преобразователь по п, 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что блок усреднения содержит 10 первый и второй ключи, интегратор, конденсатор и повторитель, первый вход блока усреднения соединен с управляющим входом первого ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с шинами положительного и отрицательного опорного напряжения, а выход - с первым входом интегратора. выход которого через второй ключ соединен с входом повторителя и одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка которого соединена с земляной шиной, выход повторителя соединен с выходом преобразователя частоты в напряжение и вторым входом интегратора, управляющий вход второго ключа является вторым входом блока усреднения,НТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 3010 ВНИИПИ Государс Тираж 676 Подписное нного комитета по изобретениям и открытиям 3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5