Частотно-импульсный преобразователь

(5 оровму вхо.пульющиймироюче тье о ит гиходома вью комуси- комСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 235847, кч. Н 03 К 13/20, 1960.Авторское свидетельство СССР У 900444, кл. Н 03 К 13/20, 1980. (54)(57) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий интегратор, вход которого подключен к источнику входного тока, а выход - к пе вым входам первого, второго и третьего компараторов, генератор длительности импульсов обратной связи подключенный своими первым и вторым импульсными входами к выходам первого и второго компарат а выходами - к первому и второ дам. реверсивного генератора им сов эталонного тока, инвертиру усилитель, логический блок фор вания выходных импульсов, подк ный своими входами к выходу тр го компаратора и выходам генер длительности импульсов, о т л ч а ю щ и й с я тем, что, с ц расширения Функциональных воэм ностей, он дополнительно содер перболический преобраэователь пряжения, подключенный своим в к клемме входного напряжения, ходом - к второму входу первог паратора и череэ инвертирукнций литель к второму входу второго паратора.Частотно-импульсный преобразователь предназначен для использования в устройствах автоматики, телемеханики, а также в энергетике для определения мощности и расхода электроэнергии.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем возможности получения частоты, пропорциональной произведению знако О переменного тока и постоянного по знаку напряжения.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы напряжений; на фиг. 3 - ва 15 риант схемы гиперболического преобразователя напряжения.Устройство содержит интегратор 1, подключенный своим входом к источнику 2 входного тока, а выходом - к 20 первым входам первого 3, второго 4 и третьего 5 компараторов, генератор 6 длительности импульсов обратной связи подключенный своими импульсными входами к выходам перво го 3 и второго 4 компараторов, а выходами - к первому и второму входам . реверсивного генератора 7 импульсов эталонного тока, логический блок 8 формирования выходных импуль- З 1, сов, подключенный своими входами к выходу третьего компаратора 5 и выходам генератора 6 длительности импульсов. Кроме того, предлагаемый преобразователь дополнительно содер 35 жит гиперболический преобразователь 9 напряжения, подключенный своим входом к клемме 10 входного напряжения, а выходом - к второму входу первого компаратора Э и через инвертирующий усилителЬ 11 к второму входу второго компаратора 4, при этом в качестве генератора 6 длительности импульсов обратной связи используется гиперболический преобразбватель напряжения в длительность импульсов, подключенный своим аналоговым входом к клемме 1 О входного напряжения.Преобразователь работает следую щим образом,Входной ток (фиг. 2 д) через клемму источника 2 подается на вход интегратора 1. Если входной ток отрицательный, то напряжение на выходе 55 интегратора возрастает, пока не достигнет уровня срабатывания первого компаратора 3. Сигнал с выхода первого компаратора запускает по первому импульсному входу гиперболичес,кий преобразователь напряжения вдлительность импульсов. Длительностьимпульсов на выходе генератора 6обратно пропорциональна входномунапряжению (фиг. 29), подаваемо-.му через клемму 10 на его аналоговый вход. Импульс с первого выхода преобразователя управляет попервому входу реверсивным генератором 7 эталонного тока, подключаяего на время действия импульса квходу генератора в направлении,противоположном входному току. Врезультате происходит сброс напряжения на выходе интегратора (фиг.25)в отрицательном направлении. Приизменении направления входного токана противоположное преобразовательработает аналогично, но срабатывает второй компаратор 4, сигналс выхода которого поступает навторой импульсный вход генератора 6импульсов, а реверсивный генераторимпульсов эталонного тока подает навход интегратора 1 импульс тока, врезультате чего выходное напряжениеинтегратора изменяется в положительном направлении.1Для нормальной работы преобразователя необходимо, чтобы каждый.импульс тока эталонного сбросавызывал срабатывание третьего среднего компаратора 5, но при этом недопускается срабатывание компаратора противоположного уровня. Например, при срабатывании первого компаратора 3 в момент окончания эталонного сброса напряжение на выходе интегратора 1 должно лежать впределах между уровнями срабатывания второго 4 и третьего 5 компараторов (фиг. 2). Для выполненияуказанного условия во всем диапазоне входных напряжений производится управление уровнями срабатывания первого 3 и второго 4 компараторов. Для этого входное напряжение с клеммы 10 подаетсяна вход гиперболического преобразователя 9 напряжения и с выходапоследнего на второй вход первого компаратора 3,Аналогично на второй вход второго компаратора 4 подается черезинвертирующий усилитель 11 обратное по знаку гиперболиче"ки преобразованное входное напряжение,Уровни срабатывания первого и второго компараторов показаны нафиг. 2пунктиром. В процессе изменения входного напряжения происходит также изменение уровнейсрабатывания первого и второго компараторов, пропорциональное приращению напряжения на интеграторев результате эталонного сброса,чем обеспечиваются условия нормальной работы. Сигналы с выхода третьего компаратора, а также сигналыс импульсных выходов генератора 6поступают на входы логического блока8 формирования выходных импульсов. Сформированные выходные импульсы проходят на один из двух выходов 12 или 13 в соответствии сознаком входного тока (фиг. 2 г,).Логический блок 8 формирования выходных импульсов реализуется аналогично устройству 2 . Блок 6 может быть выполнен аналогично известному функциональному преобразователю напряжения в длительность.Точность реализации гиперболического преобразователя 9 может быть невысокой, допускается отклонение порядка +157. Выходная частота оп 172014 4ределяется моментами срабатываниятретьего центрального компаратораи остается неизменной при смещениив определенных пределах уровней срабатывания крайних компараторов(фиг. 2 В, участок 2). Такие невысокие требования облегчают задачу реализации гиперболического преобразователя напряжения. Например, при ку О сочно-линейной аппроксимации гиперболической функции преобразования на операциоыном усилителе (фиг.З)при" трех нелинейных делителях напряжения может быть получен диапазон нреобраэования по напряжениюБ щук0 =- = 1 О.щпТаким образом, применение гиперболического преобразователя .напряжения в цепи управления уровнямисрабатывания первого и второго компараторов совместно с применением вкачестве генератора импульсов обратной связи гииерболического преобразователя напряжения в длительностьимпульсов позволяет получить частоту,пропорциональную произведению знакопеременного тока и постоянногопо знаку напряжения. При этом сохраняется высокая точность преобразования, как и у известного уст- ройства1172014 ктор Л. Бескид К Тираж .872 Государственного ко елам изобретений и осква, Ж, Раушск каз 4917/52ВНИ одписноССР а открытииая наб. 11303 5