Преобразователь частота-напряжение

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Соеэ Советских Социалистических Республик(51)М. Кл, Н 03 К 13/02 22) Заявлено 030979 (21) 2814503/18-21 с присоединением заявки М -Государствеииый комитет СССР по делан изобретеиий и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА-НАПРЯЖЕНИЕ Изобретение относится к структурНым схемам устройств для преобра-. - з ования частоты в напряже ние, исполь эуемых при виброиспытаниях конструкций, и ресурсных испытаниях гидроагрегатов, и может применяться при оснащении испытательных стендов, включакщих в рабочий диапазон область инфранизких частот.10По авт,св. Р 577666 известен преобразователь частота-напряжение, содержащий формирователь, выход которого соединен с первым входом триг-.гера, второй вход которого соединен с первыми входами первого счетчика 15 и первого управляемого вентиля, второй выход триггера - с первым входом второго управляемого вентиля, выход генератора тактовых импульсов - со вторыми входами первого и второго уп равляемых вентилей, выход второго управляемого вентиля соединен со вторым входом первого счетчика, выходы которого соединены со входами блока управления, второй выход которого соединен с первым выходом второго счетчика, второй вход которого соедийен с выходом первого управляемого вентиля, выход источника постоянного напряжения соединен с первым входом 30 суммат ора и через первый рези ст орсо входом усилителя, вход усилителя через второй резистор соединен с его выходом и с первым входом преобразователя цифра-аналог, а через третий резистор соединен с выходом преобразователя цифра-аналог и со вторым входом сумматора, выход которого через ключ соединен с конденсатором, управляющий вход ключа соединен с третьим выходом блока управления, а информационные входы преобразователя цифра-аналог соединены с выходами второго счетчиками.Недостатками данного преобразователя являются возможность выполнения при его помощи только одной функции - преобразования частоты в напряжение. и то, что он не позволяет реализовать функцию преобразователя частота-напряжение и получить графическое изображение зависимости амплитуда-частота.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.Цель достигается тем,что в устройство дополнительно введены дополнительные счетчик и преобразователь цифра-аналог, нуль-орган, ключ и двух- координатный регистратор, первый входкоторого подключен ко входной шине,второй вход соединен с конденсатороми входом дополнительного преобразователя цифра-аналог, информационныевходы которого соединены с выходами дополнительного счетчика, а выход - с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединенс источником постоянного напряжения,а выход подключен к управлякщемувходу ключа, выходы которого соединены с двухкоординатным регистратором, причем первый вход дополнительного счетчика соединен с выходомгенератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с выходом формирователя,На чертеже приведена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит формирователь 1, соединенный со входомустройства и одним из входов триггера 2, выход которого подключен ковходу управляемого вентиля 3, выходомсоединенного с одним входом первогосчетчика 4. Второй вход вентиля 3подключен к генератору 5 тактовых импульсов.Выходы счетчика 4 соединены сблоком 6 управления, имеющим тривыхода. Первый выход соединен с одним входом триггера 2, второй выходсоединен со входом управления ключа 7, связывающего конденсатор 8 ссумматором 9, третий выход соединенс одним входом второго счетчика10, второй вход которого соединенс выходом управляемого вентиля 11,одним. входом связанного с генератором 5, а вторым - с выходом триггера 2 и другим входом счетчика 4,Выходы счетчика 10 соединены с информационными входами преобразователя 12цифра-аналог, вход которого соединенс усилителем 13, подключенным выходом к резисторам 14, 15.и 16. Вто-рой вывод резистора 14 подключен кисточнику 17 постоянного напряженияи одному входу сумматора 9.Второй вывод резистора 15 подключен ко входу преобразователя 12цифра-аналог, к выходу которого ик другому входу сумматора подключенвторой вывод резистора 16, Кромеэтих узлов устройство содержит дополнительный счетчик 18, один входкоторого соединен с генератором 5тактовых импульсов, а второй -с выходом формирователя 1.Выходы счетчика 18 соединеныа информационными входами дополнитвльного преобразователя 19 цифрааналог, выход которого совдинвнс одним входом нуль-орагана 20,второй вход которого соединен систочником 17 постоянного напряжения, а выход - со входом управления ключа 21, подключенным к входам управления двухкоординатного 5 0 15 ю 20 25 30 35 40 45 5055 еО регистратора 22, выполненного по схеме двухкоорди нат ного потенциометра.Один вход регистратора 22 соединен1 со входом формирователя 1, а второйвход - с конденсатором 8 и входомпреобразователя 19.Преобразователь работает следующим образом,Переменный сигнал, частоту которого необходимо преобразовать, подается на вход формирователя 1,.вырабатывающего короткие импульсы напряжения в момент начала (конца) периода входного сигнала, При этом навремя действия импульса подается команда Сброс на счетчик 18, и изменяется срстояние триггера 2. Открывается управляемый вентиль 3, и сего выхода на вход счетчика 4, находящегося в нулевом состоянии, поступают импульсы с генератора 5. Сигналы счетчика 4, поступая на блок 6 управления способствуют формированиюна его выходах трех разнесенныхво времени команд.По команде со второго выхода сблока 6, поступающей на вход управления ключа 7, на конденсаторе 8запоминается напряжение на выходесумматора 9. Команда с третьего выхода блока 6 поступает на счетчик 10,устанавливая его в нулевое состояние. Команда с первого выхода блока 6 изменяет состояние триггера 2.При этом управляемый вентиль 3 закрывается, открывается управляемый вентиль 11,и счетчик 4 устанавливается в нулевое состояние.Импульсы с частотой генератора 5начинают поступать на вход счетчика10, соединенного с преобразователем12 цифра-аналог,Отсчет счетчиком 10 импульсовпродолжается до тех пор, пока навыходе формирователя 1 не будет сформирован импульс начала новогопериода входного сигнала. При этомтриггер 2 изменяет свое состояние,открывается управляемый вентиль 3,и закрывается вентиль 11, Затемпроцесс повторяется,При поступлении на ключ 7 команды с второго выхода блока 6 наконденсаторе 8 запоминается величина напряжения, прямопропорциональнаятекущему значении частоты входного,сигнала., Это напряжение поступаетна вход регистратора координата х).Счетчик 18 отсчитывает количествоимпульсов генератора 5 в интервалемежду импульсами формирователя 1,устанавливающими его в начальноесостояние. В этом случае на выходепреобразователя 19 формируется напряжение, ступенчато нарастающее в течение всего периода входного сигнала. Нарастание происходит от нулевого значения в начале периода домаксимального значения в конце пе"риода. Величина максимального значения сигнала на выходе преобразователя 19 постоянна и не зависит отчастоты входного сигнала,На выходе нуль-орагана 20 формируется импульс напряжения ограниченнойдлительности в момент, когда сигнална выходе преобразователя 19 достигает 1/4 части своего максимальногозначения. При этом заьвкается ключ21, включающий схему слежения второ-.го канала двухкоординатного регистра 22(координата у).При этом регистратор 22 устанавливает по координате у свой: регистрирукщий узел в положение, соответствукщее напряжению на входе устройства. По окончании импульса, на выходе нуль-органа 20 ключ 21 размыкается. Прн этом регнстрирукщий узелрегистратора 22 сохраняет отклонениепо координате у, 20Таким образом, на регистраторе 22может быть записана амплитудно-частотная характеристика,Предлагаемое устройство можетиспользоваться как преобразовательчастота-напряжение и как регистратор амплитудно-частотной характеристики, что позволяет уменьшить стоимость инструментальной оснастки стенда. Одновременно в предлагаемом30устройстве сохраняется его быстродействие - одно измерение за период,что увеличивает его эффективностьпри исследовании ннфранизкочастотх "роцессов так как при записи 35амплитудно-частотных характеристик не требуется выпрямитель, оборудованный фильтром с большой постоянной времени, и,следовательно, процесс снятия амйлитудно-частотной характеристики может быть ускорен.формула изобретенияПреобразователь частота-напряжение по авт.св.В 577666,о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей,в него введены дополнительныесчетчик и преобразователь, цифрааналог, нуль-орган, ключ и двухкоординатеий регистратор, первый входкоторого подключен к входной шине,второй вход соединен с конденсатороми входом дополнительного преобразователя цифра-аналог, информационные входы которого соединены свыходами дополнительного счетчика,а выход - с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединенс источником постоянного напряжения,а выход подключен к управляющемуЙходу ключа, выходы которого соединены с двухкоординатным регистратором,причем первый вход дополнительногосчетчика соединен с выходом генератора.тактовых импульсов, а второйвход соединен с выходом Формирователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 577666, кл. Н 03 К 13/02, 1976.83904 3 Составитель В.Солодовехред С.Мигу нова рректор Н. Сте Редак Наурсков аказ 4180/3 одпи с но филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 989 НИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Жкомитета СССРи открытий Раущская наб., д.