Преобразователь напряжения в частоту

Союз Советскик Социалистических Респубаик(51)м. К . Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР по делам нзобретеннй н открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в частоту, и может быть использовано при 5 создании цифровых приборов для .измерения переменного напряжения, тока и магнитной индукции переменного магнитного поля.Известен преобразователь переменного напряжения в частоту, содержащий преобразователи переменного напряжения в постоянное и постоянного напряжения в частоту (11,Недостатком устройства является низкая точность, так как погрешность преобразователя переменного напряжения в постоянное входит как составная часть в общую погрешность преобразователя. 20 Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащиймагнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, 25 входную и выходную, усилитель-формирователь, генератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов постоянной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связимагнитного элемента сравнения (2),.Недостаток преобразователя заключается в невозможности преобразования переменного напряжения. Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей преобразователя,Указанная цель достигается тем,что в известный преобразователь напряжения в частоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, обратной связи, входную и выходную, усилитель-формирователь, генератор возбуждения, первыйвыход которого подключен к обмоткевозбуждения магнитного элемента сравнения, первый логический элементсовпадения, первый вход которогоподключен к выходу усилителя-формиро50 вателя, второй вход соединен черездифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждения, а выходчерез последовательно соединенныеформирователь импульсов постояннойвольт-секундной площади и интегратор 5подключен к обмотке обратной связимагнитного элемента сравнения, введены ключ, включенный между выходнойобмоткой магнитного элемента сравнения и входом усилителя-формирователя,второй логический элемент совпадения,первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходнойобмотке магнитного элемента сравнения,а второй вход через дискриминатор по 15лярности соединен с вторым входомпервого логического элемента совпадения, первыйодновибратор,вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения, второйодновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадения через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входыкоторого подключены к выходам одновибраторов, а выход - к управляющему 25входу ключа.На фиг.1 представлена функциональная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммыего работы. ЗО, Преобразователь содержит магнитный элемент 1 сравнения, вЫполненныйна сердечнике 2 и имеющий обмотку 3возбуждения, выходной обмотку 4,обмотку 5 обратной связи и входную 6, 35Кобмотке 3 подключен первый выход гснератора 7, второй выход которого через дифференцирующую цепь 8подключен к второму входу первогологического элемента совпадения 9,первый вход которого через усилительформирователь 10 и ключ 11 подключенк выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнения. Выход логическогоэлемента 9 совпадения, подсоединенк формирователю 12 импульсов постоянной вольт-секундной площади, выходкоторого через интегратор 13 подключен к обмотке 5 обратной связи магНитного элемента 1 сравнения. Выход дифференцирующей цепи 8 черездискриминатор 14 полярности подключенк второму входу второго логическогоэле 4 ента 15 совпадения, первый входкоторого через Формирователь 16 импульсов подключен к выходной обмотке 554 магнитного элемента 1 сравнения.К выходу второго логического элемента 15 совпадения подключены одновибратор 17 и последовательно соединенные элемент 18 задержки и одновибратор 19, Выходы одновибраторов ф17 и 19 подсоединены ко входам логического элемента ИЛИ 20, выход которой подсоединен к управляющему входуключа 11. Преобразователь работает следующим образом.Выходное напряжение генератора. 7через обмотку 3 возбуждает сердечник2 магнитного элемента 1 сравнения иодновременно поступает на вход дифференцирующей цепи 8 (фиг,2 а), Двух;полярные импульсы дифференцируемогонапряжения (фиг.2 б) поступают налогический элемент 9 совпадения иодновременно через дискриминатор 14полярности (например, положительныеиз них - фиг.2 в)поступают на логический элемент 15 совпадения,При положительном входном сигналевыходное напряжение магнитного элемента сравнения формируется формирователем 16 (фиг.2 г) и через открытыйключ 11 формируется усилителем-формирователем 10 (фиг,2 д) .Как видно из фиг.2 в и 2 г,импульсыс выходов дискриминатора 14 полярности и формирователя 16, проходя черезлогический элемент 15, имеют вид, показанный на фиг.2 е, Эти импульсы запускают одновибратор 17 непосредственно, а одновибратор 19 - через элемент 18 задержкиДлительность импульсов одновибраторов выбирается меньше периода возбуждения, время задержки - меньшедлительности импульса одновибратора,а сумма длительностей импульса одновибратора и времени задержки - большепериода возбуждения, Выходные импульсы одновибраторов 17 и 1 9 (фиг,2 зи 2 и) проходят через логический элемент ИЛИ 20 (фиг.2 к) и поддерживаютключ 11 в открытом состоянии, Приотрицательном входном сигнале выход-.ное напряжения формирователя 16 имеетвид, изображенный на фиг.2 л, .и импульсы на выходе логического элемента 15совпадения отсутствуют. Одновибраторы не запускаются, напряжение на выходе элемента ИЛИ 20 отсутствует иключ 11 закрыт, т.е. сигнал черезпреобразователь не проходит,При положительном входном сигналеимпульсы с выходов усилителя-формирователя 10 (фиг.2 д) и дифференцирую щей цепи 8 (фиг.2 б) проходят черелогический олемент 9 (фиг,2 ж) и через формирователь 12 поступают на выход преобразователя, а через интегратор 13 - на обмотку 5 обратнойсвязи магнитного элемента 1 сравнения,Таким образом, через преобразователь проходит сигнал только однойполярности и именно той, по которойосуществляется обратная связь, Благодаря этому оказывается возможнымпреобразование переменного напряжения при высокой частоте входногосигнала, что расширяет функциональные возможности преобразователя,Максимально возможная частота вход 743195ного сигнала ограничивается лишь выбором допустимой для магнитного элемента сравнения частоты возбуждения, которая должна быть в 10-20 раз больше частоты входного сигнала.формула изобретенияПреобразователь напряжения в час- тоту, содержащий магнитный элемент сравнения, имеющий обмотки возбуждения, ббратной связи, входную и выходную, усилитель-формирователь, геНератор возбуждения, первый выход которого подключен к обмотке возбуждения магнитного элемента сравнения, первый логический элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй вход соединен через дифференцирующую цепь со вторым выходом генератора возбуждения, а выход через последовательно соединенные Формирователь импульсов постоянной вольт- секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной связи магнитного элемента сравнения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнения и входом усилителя-формирователя, второй логическийэлемент совпадения, первый вход которого через формирователь импульсовподключен к выходной обмотке магнитного элемента сравнения, а второйвход через дискриминатор полярностисоединен с вторым входом первого ло- .гического элемента совпадения, первыйодновибратор, вход которого подключен к выходу второго логическогоэлемента совпадения, второй одновибратор, вход которого подключен квыходу второго логического элементасовпадения через элемент задержки,и логический элемент ИЛИ, входыкоторого подключены к выходам одновибраторов, а выход - к управляющемувходу ключа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ермолов Р,С. и др, Цифровыеизмерительные приборы. Справочник.Л., Энергия, 1971, с. 28,2. Бедов Ю.С. и др. Измерительныйпреобразователь сигналов постоянноготока в частоту следования импульсовс импульсной обратной связью. ТрудыВНИИЭП, Л 1971, вып.8, с.76-85743195 2 Составитель В.ДмитРедактор А.Маковская Техред Э. Верею Корректор М.Пож Подписно Заказ ал ППП фПатент 1, г Ужгород, ул. Проектн 630/19 Тираж 99 ЦИНИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, %-35, Ракомитета СССРи открытийская наб., д.