Преобразователь отклонения частоты от номинального значения в аналоговый сигнал

1748082 1Кп =,Ко- -еГ 10 3Устройство работает следующим образом,В основу работы преобразователя положен принцип, заключающийся в преобразовании одного периода входного сигнала в 5 рабочем диапазоне в код пропорционально частоте входного сигнала в соответствии с формулой где Кп - величина на выходе счетчика длительности периода (Кп4095 при 12 разрядах ЦАП); 15Р - входная частота;1 - частота внутреннего генератора, поступающая на вход длительности периода;К, - число, определяющее нижнюю граничную частоту рабочего диапазона, 20В момент включения питания в блокеуправления 3 пусковой элемент 24 формирует импульс начальной установки (сигналлогической единицы), который устанавливаетрегистр 8 и триггер 14 в нулевое состояние, а 25в счетчик 7 записывает исходное число отформирователя 11. При этом на второй (разрешающий) вход ключа б поступает сигналлогического нуля с первого (прямого) выходатриггера 14 через элемент И 15, запрещающий прохождение импульсов с генератора 4через делитель 5 на счетчик 7, т,е, выходнойкод счетчика 7 равен задающему коду формирователя 11 и сохраняется до момента сменысостояния триггера 14. До этого же момента 35коды нэ выходах регистра 8 и преобразователя9 равны нулю, а напряжение на выходе ЦАП10 равно минимальному значению (нулю),Генератор 1 подает периодический сигнал на формирователь 2, где формируются 40прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, а значение частоты не меняется. Сигнал с выхода формирователя 2 поступает насчетный вход триггера 14 блока 3,В момент прихода первого положительного перепада на счетный вход тоиггера 14меняется его состояние из нулевого в единичное, при этом на втором входе элементаИ 15 появляется логическая единица, которая будет также и на первом входе, так как 50предварительно в счетчик 7 был записанзаданный код, а элемент ИЛИ 12 выявляетналичие хотя бы одной логической единицыодновременно по старшим и младшим разрядам счетчика 7, следовательно, ключ 6 55будет открыт. Счетчик 7 начинает вычитатьиз заданного кода импульсы, поступающиес генератора 4 через делитель 5 до приходанового положительного перепада на второй(счетный) вход триггера 14 или до обнуления счетчика 7, когда элементы ИЛИ 12, И 15 откгночат ключ 6 и остановят счетчик 7 в нулевом состоянии.При появлении положительного перепада триггер 14 перейдет в нулевое состояние, при этом на инверсном выходе его появится логическая единица, а элемент 17 сформирует короткий единичный импульс, который через ключ 22 пройдет на вход записи регистра 8 и состояние счетчика 7 (младших разрядов) перепишется в регистр 8, после чего преобразователь кодов скорректирует сигнал и выдаст его на ЦАП 10,После кратковременной задержки (меньше периода частоты генератора 4), формируемой ждущим мультивибратором 16 по положительному перепаду на его выходе, элемент 18 формирует короткий импульс записи заданногокода в счетчике 7, который одновременно пойдет на вход Я- триггера 14 и установит его в единичное состояние, После записи заданного кода в счетчик 7 элемент ИЛИ 12 будет иметь на выходе логическую единицу. Таким образом две логические единицы на входах элемента И 15 дадут разрешающий сигнал на ключ 6, и вновь пойдет процесс измерения периода,Работа устройства в рабочей зоне, Если входная частота ниже нижней границы рабочей зоны, то на выходе устройства будет нулевое значение, так кэк период частоты будет большим, счетчик 7 будет успевать обнуляться и будет появляться сигнал нуля на выходе элемента ИЛИ 12, который через элемент И 15 выключит ключ б и на счетчик 7 перестанут поступать импульсы до момента поступления положительного перепада на триггер 14, После этого процесс повторяется,Если входная частота выше верхней граничной частоты рабочей зоны, то на выходе устройства будет максимальное значение, так как период частоты будет мал и старшие разряды счетчика 7 не будут успевать полностьюобнуляться, при этом элемент ИЛИ 13 в момент появления импульса на выходе элемента 17 будет в единичном состоянии и импульс с выхода элемента 17, пройдя ключ 21, установит регистр 8 в единичное состояние, а состояние с младших разрядов счетчика 7 в регистр 8 переписываться не будет,Элемент ИЛИ 13 подключен входами к старшим разрядам счетчика 7. Количество старших и младших разрядов счетчика 7 определяется необходимой точностью преобразования, диапазоном преобразования и номинальной входной частотой тахогенератора, На основании этих данных выбирается частота, поступающая на счетчик 7,Таким образом, повышение точности достигается за счет измерения непосредственно величины длительности периода и за счет того, что длительность сигнала, формируемого счетчиком 7, запоминается на весь последующий цикл измерения в регистре 8.Расширение области применения достигается введением делителя, который позволяет работать с различными (по номинальной частоте). источниками сигнала.Данное устройство позволит повысить точность снятия характеристик систем регулирования турбин. Наличие нормированного выхода позволит непосредственно стыковать устройство с другими приборами (нап ример, двухкоорди натн ым самописцем Н - 307) для построения фун кцион аль н ых зависимостей, сравнивая с заводскими.Высокая динамическая точность позволяет более качественно оценивать характеристики системы регулирования при импульсных разгрузках и сбросах электрической паровой) нагрузки при использовании с приборами регистрации быстротекущих процессов (например, светолучевой осциллограф Н 145). Формула изобретения1, Преобразователь отклонения частоты от номинального значения в аналоговый сигнал, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, генератор опорной частоты, блок управления и счетчик импульсов, отл и ча ю щи йс ятем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введены последовательно соединенные регистр памяти, преобразователь кодов и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные делитель частоты и ключ, формирователь задания кода, выход которого подключен к 3-входу счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому входу установки, входу управления и второму входу установки регистра памяти, информационный вход которого подключен к первомувходу блока управления и выходу счетчика5 импульсов, вход управления которого соединен с пятым выходом блока управления,второй вход которого соединен с выходомформирователя импульсов, а выход генератора опорной частоты подключен к входу10 делителя частоты,2,Преобразователь по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок управления содержит два элемента ИЛИ, два ключа, дваинвертора, два дифференцирующих эле 15 мента, элемент И, элемент И-НЕ, ждущиймультивибратор, триггер, пусковой элемент,при этом входы элементов ИЛИ соединеныи являются первым входом блока управления, выход первого элемента ИЛИ соединен20 с первым входом элемента И, выход которо-.го является первым выходом блока управления, выход второго элемента ИЛИ соединен"с первым входом первого ключа и черезпервый инвертор с первым входом второго25 ключа, выход которого являетгя третьим выходом блока управления, выход первогоключа является вторым выходом блока управления, к второму входу элемента И подключен первый выход триггера, к первому30 входу которого подключен выход пусковогоэлемента, который является четвертым выходом блока управления, а второй вход триггера является вторым входом блокауправления, к третьему инверсному входу35 триггера подключен инверсный выход второго дифференцирующего элемента и первый вход элемента И - НЕ, к второму входукоторого через второй инвертор подключенвыход пускового элемента, выход элемента40 И-НЕ является пятым выходом блока управления, второй выход триггера соединен свходом первого дифференцирующего элемента и входом ждущего мультивибратора,выход которого подключен к входу второго45 дифференцирующего элемента, выход первого дифференцирующего элемента соединен с вторыми входами первого и второгоключей.1748082 оставитель Р,Матвееваехред М.Моргентал Корректор Т.Палий едактор Н.Го Подписноео изобретениям и открытиям5, Рауцская наб., 45 Производственно. издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 каз 2502 ТиражВНИИПИ Государственного комитета и при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж