Всесоюзная; п: тг: гп10-1ехн; -ппрib;: v. j. l ii аi

, Сокв СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваМПК Н 031 с 13,(1 явлено 23,1 К 1966 , 1072463/18 исоедиценпем заявки М ПриоритетОпубликовано 15.1.1971, БоллетсньДата опубликования оппсанп 1 18.111.197 Комитет по делам изобретении и открытий при Совете Министров СССР. И. Дмитриев, И. Н. Иванов и Г. А. Тимофее исследовательскии институт теплоэнергетиче приборостроения явитсль НИЯ ИМПУЛЬСОВ БРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДВ ПОСТОЯННЫЙ Изобретение относится к электронным устройствам, применяемым в автоматике, а именно, к преобразователям частоты следования импульсов в постоянный ток, Оно может быть применено в измерительных системах и системах автоматического регулирования, содержащих датчики с частотным выходным сигналом, в случаях, когда требуется высокая точность преобразования, высокое быстродействие, большая величина мощности, подаваемой в нагрузку, отсутствие зависимости выходного тока от сопротивления нагрузки, Оно может быть применено также в случаях, когда необходима функциональная нелинейная илп релейная характеристика преобразования, например, для коррекции нелинейности частотных датчиков, для сигнализации превышения или понижения сверх допустимых пределов физических величин, измеряемых частотными датчиками.Известен преобразователь частоты в постоянный ток, содержащий дозирующий конденсатор, соединенный с ключом цепью ограничения заряда и цепями заряда и разряда конденсатора, в одну из которых включен интегрирующий конденсатор и соединенное с нпм параллельно сопротивление нагрузки.1-1 едостатками указанного устройства являются невысокая точность преобразованя, связанная с нелинейностью характеристики прсобразовацпя и зависимостью выходноготока от сопротивления нагрузки, низкое быстродействие, так как для получения малыхпульсаццй выходного тока постоянная време 5 нп нагрузочной цепочки должна быть велика,Кроме того, недостатком устройства является невозможность передачи в нагрузку большой мощности, так как прп увелпчецш мощности, передаваемой в нагрузку (что прп то 10 ковом сигнале соответствует увеличению сопротивления нагрузки), возрастает падениенапряжения ца цагруз;с, которое должнобыть много меньше перепада напряжения падозируюнем коцдецсаторс.15 К недостаткам хкзаццого устроства Относится также невозможность получения выходного сигнала в впдс напряжения постояноготока, це зависящего от сопротивления цагруз 20 Целью пзобретецця является повышсчшеточности п быстродействия устройства, устранение зависвости выходного тока от сопротпзленпя нагрузки, увеличение максимальной мощности, передаваемой в нагрузку, и по 25 лучецпс выходного сигнала в виде напряжения постоянного тока, нс зависящего от сопротивления нагрузки,Указанная цель достигается тем, что к ицтегриру ющему 1 Оцдссатору подключен цоро 30 говый элемент, а к выходу порогового элемец1= С ствк та подключен один цз входов фазочувствительного элемента, второй вход которого соединен с входом всего устройства, а выход через резистор соединен с интегрирующим конденсатором,Для получения цслцпейцой функциональной характеристики прсоо 1 язовяц 51 в кя 1 е- стВС порогового элемента исцользОВац 1 млцтудцый компаратор, второй вход которого соединен с выходом фазочувствцтсльцого элемента через цепь обратной связи.На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные схемы предлагаемого устройства.Принципиальная схема, предстявлеш 1 ая на фиг. 1, содержит дозирующцй конденсатор 1, соединенный с ключом, выполненным ца транзисторе 2, цепью ограничения заряда, выполненной на стабилцтроне 3, цепью зарядя конденсатора 1, состоящей из диода 4 и резистора 5, цепью разряда конденсатора 1, включающей в себя диод б и транзистор 2. В цеп 1 разряда конденсатора 1 включен интегрирующий конденсатор 7, параллельно которому включены входные за 5 кимы 8 - 8 порогового элемента 9. Выходные зажимы 10 - 10 порогового элемента 9 соединены с входными зац(имами 11 - 11 фазочувствигельного элемента 12, второй вход которого (зя 5 кимы И - И) соединен с входом всего устройства (зажимы 14 - 14), Выходные зажимы 15 - 15 фазочувствительцого элемента 12 соединены с конденсатором 7 через резистор 16. Фазочувствительный элемент (фиг. 2) выполнен ца триггере 17, соединенном с фильтром нижних частот 18 через ключевой каскад, выполненный па транзисторе 19. В качестве порогового элемента 9 использовал амплитудный компаратор, второй вход которого (зажцм 20 - 20) соединен с выходными зажимами 15 - 15 фазочувствительного элемента через цепь ооратной связи, выполненную на резисторах 21 и 22, образующих линейный делитель напряжения.Схема (фиг. 1) работает следующим образом, Импульсы входной частоты в, вызывают цериодцческое отпирание и заппранце транзистора 2 и одновременно поступают ца вход (13 - 13) фазочувствительного элемента 12. При запертом состоянии транзистора 2 коцдсцсатор 1 заряжается до напряжения стабилптрона 3. При открытом состояппн транзистора 2 конденсатор 1 разряжается через диод б ца интегрирующий конденсатор 7, передавая ему заряд положительной полярности и вызывая ца пем положительный перепад напряжения. С выхода фазочувствптельпого элемента 12 через резистор 16 ца интегрирующий конденсатор 7 поступает ток отрицательной полярности, компенсирующий заряд, поступающий через диод б, и заряжающий коцдецсатар 7 дО НанряжЕцця СрабатЫВаиця Ув 1 ПОрО- гового элемента 9. Прц срабатывании порогового элемента 9 па его выходных закимах 10 - 10 появляется импульс, подяющийся на вход 11 - 11 фазочувствительного элемента 25 30 35 40 45 50 55 60 65 12. Выходное напряжение Увв,( на выходных за кимах 15 - 15 фазочувствительцого элемента 12 пропорционально разности фаз последовательностей импульсов ца входах 11 и 13 Тяк кяк разность фаз пропорциональна ингегралу от разности частот, то выходное напряжение 1/ввфязочувсгвптсльпого элемента 12 :ропорццоцально интегралу разности частот, поступающих ца его входы.Емкость дозпрующего конденсатора 1 выбирается много меньше емкости интегрпруО- щего конденсатора 7, а напряжение срабатывяцця порогового элемента 9 выбирается Олизкпм к нулю. При выполнении этих условий постоянная сосгавляощая тока, поступающсго ца конденсатор 7 через диод 6, равна произведению емкости С конденсатора 1, напряжения У стабилитроца 3 и входной частоты вы В установившемся режиме работы схемы прц достаточно большом в:(одном сопротивлении порогового элеменга 9 ток через диод 6 должен полностью компенсироваться током, поступающим через резистор 16 с выхода фазочувствительного элемента 12, т. е. эти токи дол 5 кны быть равны, и ток в резисторе 16 должен определяться соотношением 1. В случае, если по какой-либо причине ток в резисторе 16 уменьшается, пороговый элемент 9 перестает срабатывать, частота ца входе 11 - 11 фазочувстзительпого элемента 12 становится равной нулю, и напряжение на его выходе 15 - 15, пропорциональное интегралу разности входных частот, возрастает, что приводит к возрастапио тока в резисторе 16 до величины, опредсляемой соотношением (1). Если ток в резисторе 16 по какой-либо причине станет больше величины, определяемой соотношением (1), напряжение на входе порогового элемента 9 становится больше напряжения срабатызация, и пороговый элемент 9 работает с максимальной частотой, что приводит к уменьшению напряжения ца зажимах 15 - 15 и тока в резисторе 1 б до величины, определяемой соотцошеш 1 ем (1). Таким образом, в устацов 1 гвшсмся рея 11 ме работы ток в резисторе 16 определяетс соотношением (1). В случае, если необ:(одцм выходной сигнал в виде постоянного тока, сопротивление нагрузки может Вклюа 1 ьс 51 Вместо резистора 10 цли последовательно с пим. При этом величш 1 я выходного тока определяется соотношением (1) и це зависит от величины резистора 1 б. Б случае, если необходим выходной сигнал в виде напряжения постоянного тока, выходом устройства являются зажимы 15 - 15, напряжение на которых равно произведению тока, опредсляемого соотношением (1), ца величину рсзцсгора 16 и це зависит от сопротивлегц 1 я нагрузки, подключаемого к зажи. мам 15 - 15.Устройство, представленное на фиг. 2, работает следующим образом. Пороговый эле.мент 9 срабатывает в момент равенства цапрякения ца кочдеисаторе 7 и напряжения на входных закимах 20 - 20, пропорционального выходному напряжению ца зажимах 15 - 15. При достаточно большой емкости интегрирующего конденсатора 7 перепад напряжения ца дозирующем конденсаторе 1 определяется выражениемЛО. = Уст+ 1(выл,(2)(4) Как следует из выражения (4), характеристика преобразования целицсйца, причем нслииейиость имеет знак, противоположцый знаку нелинейности большинства частотных датчиков (струнных, автогецераторных и т, и.), что позволяет использовать предлагаемое устгде У. - выходное иапрякение фазочувствительного элемента; .г - коэффициент передачи делителя цапрякения ца резисторах 21 и 22Величина напряжения У складывается из суммы иацряксция ца коидецсаторе 7, равного Й У, и падения цаиряжеция ца резисторах 16:У,=Уг У,ч,+ЛСЛГС.,ройстзо для коррекции нелинейности указанных датчиков. Если в качестве элемента ооратной связи использовать цслиисйцый чсгырсхиол.осиик (например, с диодцыми ограничителями), то можио пол гать характеристики преобразован я других видов,Г 1 рсдмет изобретения1. Преобразователь частоты следованияимпульсов в постоянный ток, содержащий дозирующий коцдснсатор, соедииенш,ш с ключом цспгяо ограничения заряда и цепями заряда и разряда коидецсатора, в одну из кого.рых включен шггегрирующий конденсатор, отлнчаоцпйсл тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оц содержит иороговыи ц фазочувствитсльцый элементы, причем вход порогового элемента сосдииеи с ии гсгрирующим коидсцсатором, и выход - с одним из входов фазочувствитсльного элемсига, второй вход которого иодключси ко входу всего устройстьа, и выход через резистор соединен с иитсгрирующим 25 конденсатором,2. Преобразователь ио и. 1, отличпгопшгйс.тсм, что, с целью иолучсиия цслиисйиой фуш.- циоцальиой харакгеристшси преобразования, второй вход порогового элемента соединен с ЗО выходом фазочувствительного элемента черезцсиь обратной связи.. Хейф Рсдакт крсд Т. П. Издат. Х 210 Заказ 433/18 Тпрзгк 473 ПодппспосЦ 11 ИИПИ Комитета по делам изобретспий и открытий при Совете Ыиппстров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д. 45 1 пографпя апунова,И. Голубовичрилко Коррскторь асточкина . Корогод