Преобразователь переменного напряжения в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 866733 1) Дополнительное к авт, свид-ву 2) Заявлено 22. 01. 80 (21) 2870148/18-21 К 13/2 пением заявки при ударстеенный квинте СССР алаи нзебретеннй н вткрытнй(72) Автор изобретени И. Федо ститут геофизики Уральского иаучноте .центра АН СССР 71 итель(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОВ КОД ЯЖЕНИЯ фиксированный и исла импульсо ромежу еличинь Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техни" ки диапазонов инфранизкнх и звуковых частот. Оно может использоваться при экспериментальном определении частотных характеристик четырехполюсников при акустических измерениях, исследованиях в области систем автоматического управления и регулирования, в геофизике, биофизике и т.д, Непосредственное назначение устройства - преобразование в цифровой код средне- выпрямленного значения переменного напряжения.Известны цифровые измерительные приборы и преобразователи с п точным превращением входной в 1 в пропорциональное ей приращение частоты импульсной последовательности. Характеристики получаемой при этом последовательности импульсов, однозначно связанные с соответствующим параметрами сигнала, находят путем подсчета по определенному алгоритм тервал времени с помощью суммирующего счетчика импульсов или реверсивного счетчика, управляемого входнымнапряжением 111.Однако указанные устройства имеютнедостаточную точность из-за нестабильности центральной частоты частотного преобразователя и при обработке сигналов переменного тока, содержащих значительную постоянную составляющую неизвестной величины.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретению 15является известный преобразовательпеременного напряжения в цифровойкод, содержащий последовательно соединенные измерительный частотный пре"образователь, смеситель частоты, де"тектор нулевых биений и триггер, атакже автогенератор и счетчик импульсов, подключенные соответственноко второму входу и выходу смесителячастоты, и блок управления Г 21.Известный преобразователь сложен из-за наличия в его составе ряда сложных прецизионных узлов и имеет недостаточное быстродействие, так как для достижения потенциально высокой точности преобразователя цифровая следящая система должна устранить рассогласование ов между центральной частотой измерительного частотного преобразователя и собственной частотой автогенераторар на что затрачивается значительное время, равное многим периодам сигналов.Целью изобретения является упрощение и увеличение быстродействия.Указанная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код, содержащий последовательно соединенные измерительный частотный преобразователь, смеситель частоты, детектор нулевых биений и триггер, а также автогенератор и счет чик импульсов, подключе) ные соответст венно ко второму входу и выходу смесителя частоты, и блок управления, введен блок обработки, информационные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, а управляющие входы через блок управления подключены к выходам триггера, причем выход детектора нулевых биений подключен ко входу "Сброс" счетчика им 8667334)ШЯ 1) от ИЧП 1 и ОоО 5 от автогенератора 5, образует сигнал разностнойчастоты 1 а ЯС) -во 1 =1 оо-аб+ 1 ОвЖЯЦз 1 п 1 (эпюра 13 Фиг, 2), причем величина Ю подобрана таким образом,чтобы выполнялось неравенство сии) =4 що- О( ЙО, . В этом случае на выходе детектора 6 нулевых биений появляются перепады напряжения при пере 1 О ходах частоты выходного сигнала через нулевой уровень (эпюра 14 фиг. 2)По каждому перепаду сигнала детек-.тора 6 счетчик 3 сбрасывается в нуль,После сброса счетчик 3 начинает11 подсчитывать поступающие на его входимпульсы. За интервал времени Ь 5С 3 (эпюра 14 фиг. 2) счетчик накап 1ливает результатМвГ Л Фи) бщ . Вшго 112+ о)го 9101 0 +2 Ю ю,Н 7 Укоторый при 1=1 по сигналу блока 129.управления переносится в блок 4 обработки. Затем счетчик 3 вновь сбрасывается в нуль выходным сигналом детектора 6, после чего за временный интервал й 1 УЯ+ Ф 1 содержимое счетчика достигает величиныпульсов.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 эпюры сигналов.Устройство содержит измерительный частотный преобразователь 1, смеси- тель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, блок 4 обработки, автогенератор 5, детектор 6 нулевых биений, состоящий например, из первого фильтра 7 нижних частот, выпрямителя 85 второго фильтра,:9 нижних частот и дифференцирующего звена 10, триггер 11, блок 12 управления.Устройство работает следующим об" разом.В исходном состоянии на вход устройства поступает обрабатываемое напряжение О(Я 1)=0 зпййр где Й - частота этого напряжения. Измерительный частотный преобразователь (ИЧП) 1 превращает этот сигнал в частотно- модулированную последовательность импульсов с частотой вЯ 1)=Ф +ОщМпЩ, где о.)о - центральная частота ИЧП Смеситель частоты 2, на входы которого подаются напряжения с частотами35 Код Я при й=2 У/Я+ й также, пере40писывается в блок 4 обработки посигналу блока 12 управления, послеэтого счетчик 3 начинает подсчитыватьновое значение М и т.д а блок обработки выполняет арифметические операции по Формуле Й = - Х(Й+ М 5)фе )Л 1 Ие Ил)еИ-И )е 155, апределяя величину М, зависящую от искомого средневыпрямленного значения преобразуемого напряжения.При умеренных требованиях к точности преобразования, с целью упрощенияблока обработки, арифметические операции с кодами И., и йможно выполнить и па Ипаамтле И в ) (ИтИ 5)- м -иа). 1 х).и55 т И+ИИформула изобретенияПреобразоьеатель переменного напряжения в код, содержащий последовательно соединенные измерительный частот-ный преобразователь, смеситель частоты, детектор нулевых биений и триггер, а также автогенератор и счетчикимпульсов, подключенные соответственно ко второму входу и выходу смесителя частоты, и блок управления,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,.с целью упрощения и увеличения быстродействия, в него введен блок обработки, информационные входы которого,соединены с выходами счетчика импульсов, а управляющие входы через блокуправления подключены к выходам триггера, причем выход детектора нулемвых биений подключен ко входу "выброс"счетчика импульсов.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе51. федоров И.М. Аппаратура для фазочувствительных измерений в методевызванной поляризации.-Сб. "Методыизлучения поляризуемости горных пород 10 переменным током",. Свердловск, РИСОУНЦ АН СССР, 1974, с. 75-81.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2756613/18-21,кл, Н 03 К 13/20, от 18.10.79 15 (прототип).Соста Техасе вк х Блиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектна Редактор О,Заказ 8100/ВНИИПИпо д113035 0осударлам иэМосква Тирак венного ретений ЖР итель В. МахнановЖ Кастелевич Ко ректооН, Швьщк991 Подписноекомитета СССРи открытийуа 1 ская наб. . 4 5