Преобразователь частоты в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1607078 А 1(51)5 Н 03 М 1 60 КЮВ 5 М 3 Ы 1.11 И" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в различных устройствах частотной автоматики энергосистем. Расширение функциональных возможностей достигается за счет преобразования частоты в напряжение и временной интервал. Цель достигается за счет введения в устройство, содержащее счетчик 1 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 5, генератор 4(2) 40 50 55 эталонной частоты, триггер 3, двух регистров 7 и 10, устройства 11 выборки и хранения цифрового компаратора 6 и двух динамических элементов 8 и 9 усреднения, При этом все функции преобразования осуществляются на базе одного счетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя за период входной частоты Т, причем устранение влияния погрешности дискретности импульсов генератора эталонной часИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в различных устройствах частотной автоматики энергосистем при построении измерительных систем частоты.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет преобразования частоты в напряжение и временной интервал.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - поясняющие диаграммы и схема динамического элемента усреднения.Преобразователь частоты в напряжение и цифровой код содержит счетчик 1 имнульсов, ЦАП 2, триггер 3, генератор 4 эталонной частоты, компаратор 5, цифровой компаратор 6, регистр 7 памяти и динамические элементы 8 и 9 усреднения, регистр 1 О памяти и устройство 11 выборки и хранения. Динамические элементы выполнены на интеграторе 12 и элементе 13 памяти и переключателе 14.Преобразователь работает следующим образом.В течение одного цикла, равного периоду сети, устройство осуществляет пять функций преобразования. В начале каждого периода контролируемой сети счетчик 1 импульсов сбрасывается в нулевое состояние. На выходе цифового компаратора 6 также устанавливается состояние О. С приходом фронта выходного импульса генератора 4 эталонной частоты триггер 3 переводится в состояние О, что соответствует началу формирования на входе динамического. элемента 8 усреднения импульса калиброванной деятельности, Выходные импульсы генератора 4 эталонной частоты начинают заполнять объем счетчика 1 импульсов. Цифровой компаратор 6 сравнивает выходной код счетчика 1 импульсов с кодом уставки М = 2" и в момент наступления их равенства выходной сигнал компаратора 6 переходит в состояние 1. С приходом очередного фронта импульса генератора 4 эталонной частоты триггер 3 устанавливается в состояние 1, что соответствует окончанию формирования на входе динамического элетоты на точность преобразования частоты в напряжение достигается за счет наличия синхронизации между процессом формирования импульса калиброванной длительности То и колебаниями генератора эталонной частоты, а также между процессом динамического усреднения формируемой импульсной последовательности и периодом входной части. 2 ил. мента 8 усреднения импульса калиброванной длительности То. При этом длительность То формируемого импульса будет равнаТо = 1 Ч Т;-2".Тр, (1) где Х=2" - код уставки, задаваемой насрабатывание цифрового комнаратора 6.Длительность То будет всегда состоять из суммы целого числа периодов Тгенератора 4 эталонной частоты благодаря наличию синхронизации между процессом формирования калиброванного импульса и колебаниями генератора 4 эталонной частоты.Динамический элемент 8 усреднения стабилизирует ампитуду 1)О калиброванного импульса, выделяет среднее значение напряжения 3.р, формируемой импульсной последовательности за один период Т контролируемой сети и запоминает в конце каждого периода Т полученное значение напряжения равное Как видно из выражения (2), выходное напряжение 11 с динамического элемента 8 усреднения пропорционально частоте 1 контролируемой сети.Динамический элемент 8 усреднения выполняется по известной схеме на базе интегратора 12 и элемента 13 памяти (фиг, 2), Второй вход элемента 13 памяти подключен к входной шине устройства, что обеспечивает равенство интервала усреднения периоду Т контролируемой сети и позволяет при наличии указанной синхронизации между процессом формирования импульса калиброванной длительности и импульсами генератора 4 эталонной частоты исключить влияние погрешности дикретности импульсов генератора 4 эталонной частоты на точность преобразования частоты в напряжение.Компаратор 5 сравнивает по величине выходное напряжение динамического элемента 8 усреднения с выходным напряжением ЦАП 2 и в момент наступления их равенства переносит цифровой код с выхода счетчика 1 импульсов в регистр 7 памяти. Величи 1607078на переносимого при этом кода М будет определяться из выражения:1 чфф11 ср. г = - -М (3)Хцлпгде И - опорное напряжение питанияЦАП;Хцдц - объем ЦАП.Откуда с учетом (2) получим(ЗоТо цдц- хи.",Как видно из выражения (3), код М,переносимый в регистр 7 памяти, будет прямопропорционален частоте 1 контролируемойсети. 15(4) На выходе компаратора 5 вырабатывается импульс, длительность т которого будет прямо пропорциональна частоте контролируемой сетит = 11. (5)Динамический элемент 9 усреднения стабилизирует амплитуду вырабатываемого импульса и выделяет среднее значение напряжения Ър. за период Тконтролируемой сети, величина которого будет равна(7) 30 В конце каждого периода Тконтролируемой сети значение цифрового кода, пропорциональное периоду Т, переносится с выхода счетчика 1 импульсов в регистр 1 О памяти, а величина выходного напряжения ЦАП 2, также пропорциональная периоду Т запоминается устройством 11 выборки хранения.Одновременно с началом следующего периода процесс преобразования начнет повторяться. 40 45 где к - коэффициент пропорциональности.Как видно из выражения (7), выходное напряжение 1 асср. динамического элемента 9 усреднения будет прямо пропорционально квадрату частоты 1,", контролируемой 35 сети. формула изобретения 1, Преобразователь частоты в код, содержащий последовательно соединенные счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, триггер, генератор эталонной частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет преобразования частоты в напряжение и временной интервал, введены цифровой компаратор, регистр памяти и динамический элемент усреднения, управляющий вход которого соединен с входом установки в 0 счетчика импульсов и является входной шиной, информационный вход соединен с выходом триггера, а выход является первой выходной шиной и соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с управляющим входом регистра памяти, выход которого является второй выходной шиной, счетный вход счетчика импульсов объединен с входом синхронизации триггера и подключен к выходу генератора эталонной частоты, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими информационными входами регистра памяти и первыми входами цифрового компаратора, вторые входы которого являются шиной эталонного кода, а выход соединен с информационным входом триггера.2, Преобразователь по и. 1, от,гинающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет преобразования частоты в напряжение, пропорциональное квадрату частоты, и в напряжение и код, пропорциональные периоду контролируемой частоты, введены второй динамический элемент усреднения, второй регистр памяти и устройство выборки и хранения, выход которого является третьей выходной шиной, информационный вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, и управляющий вход соединен с входной шиной и с управляющим входом второго регистра памяти, информационные входы которого соединены с соответствую щи м и и ыходами счетчика, а выход является четвертой выходной шиной, информационный вход второго динамического элемента усреднения соединен с выходом компаратора, управляющий вход соединен с входной шиной, а вьгход является пятой выходной шиной.1607078 О=У Сосавитепь И.,ехрсл А. Кравчукираж 668 НИ Реда кто р О. Сн еси вь Заказ 3555 ИПИ Государственно13035,роизводственно.издате комитета яо изобретения сква, Ж - 35, Рау инска ский комбинат Гагент,оомановаКорректор Н. РенскаяПодписное: и открытиям при ГКНТ СССнаб., д. 4/5г. Ужгород. угп Гагарина, 101