Преобразователь частота-напряжение

1345348 2велико, счетчик 5 не переполняется, ть При окончании периода входной частотыблок 2 управления припомощи триггера 16 вырабатывает команду запретаЛна первый элемент И 4 и с некоторойзадержкой, обусловленной наличиемодновибраторов 17 и 18, последовательия ные импульсы записи в регистры 7 и 810 и затем импульсы обнуления счетчика5 и установки регистра 11 сдвига в ая исходное состояние, При этом в счетчике 5 Аиксируется, а затем переносится н регистр 7 двоичный код, знаго 15 чение которого пропорционально периоо- ду входной частоты, ЦиАроаналоговыйпреобразователь 9 производит делениевеличины опорного напряжения вследствие того, что управляемая резистор 20 ная матрица 13, проводимость которойпропорциональна управляющему коду,включена в цепи отрицательной обрате- ной связи операционного усилителя о, а опорное напряжение подключено25 к входу операционного усилителя 14через токозадающий резистор 15, Величина опорного напряжения выбираете- ся несколько менее, чем половина максимального выходного напряжения опер рационного усилителя 14, Таким обрае- зом, при максимальном значении входок ной частоты, что соответствует половинному заполнению счетчика 5, на выб- ходе операционного усилителя 14, аследовательно, и циАроаналоговогопреобразователя 9 Аормируется пропорциональное максимальное напряжение,Если в процессе преобразования счетчик 5 не переполняется, что соблюдаИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быиспользовано в устройствах контроляи измерения частоты, а также в системах автоматического управления счастотными датчиками,Цель изобретения - повьппение точности и расширение области примененза счет увеличения диапазона преобразуемых частот,На фиг, 1 приведена Аункциональнсхема предлагаемого преобразователячастота - напряжение; на Аиг, 2функциональная схема циАроаналоговопреобразователя; на Аиг, 3 - Аункцинальная схема блока управления.Преобразователь частота - напряжение (фиг, 1) выполнен на формирователе 1 импульсов, блоке 2 управления, генераторе 3 опорной частоты,первом элементе И 4, счетчике 5, втором элементе И 6, первом и втором ргистрах 7 и 8, первом и втором цифраналоговых преобразователях 9 и 10,регистре 11 сдвига, делителе 12 частоты с управляемым коэффициентом деления. ЦиАроаналоговые преобразоватли 9 и 10 аналогичны и выполнены.(Фиг, 2) на кодоуправляемой реэистоной матрице 13, операционном усилитле 14, токозадающем резисторе 15.Бл2 управления (Аиг. 3) выполнен натриггере 16, первом и втором одновираторах 17 и 18.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии первый элемент И 4 закрыт, счетчик 5 обнулен,а регистр 11 сдвига находится в исходном состоянии. При этом коэффициент деления управляемого делителя 12частоты минимален и равен единице,Под действием входных импульсов Аормирователь 1 импульсов выдает в блок 452 управления сформированные импульсы,Триггер 16 блока 2 управления поддействием входных импульсов выдаетразрешающий импульс на первый элемент И 4, Импульсы опарной частоты с В 0выхода генератора 3 через управляемый делитель 12 частоты поступают навход счетчика 5, вызывая его заполнение. Значение опорной частоты выбрано таким образом, чтобы при максимальном значении входной частоты счетчик 5 за период преобразования заполнялся не менее чем на полонину. Еслизначение входной частоты достаточно ется в диапазоне йети акЯвк максГ ато второй элемент И 6 не формирует импульсов переполнения и состояние регистра 11 сдвига, а также и коэффициента деления управляемого делителя 12 частоты не меняется. При этом код с выхода регистра 11 сдвига через регистр 8 подается на цифровой вход циАроаналогового преобразователя 10, выполненного аналогично циАроаналоговому преобразователю 9При исходном состоянии регистра 11 сдвига коэффициент деления циАроаналоговоо преобразователя минимален и равен единице, В .этом режиме выходное напряжение устройства равно выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 9, пропорциональному входной частоте, 1345348Если значение входной частоты находится в диапазоне Г,х мас/4Кк Г /2, то в процессе преоб раз ования счетчик 5 переполняется. Переполнение счетчика Аиксируется вторым элементом И 6, вырабатывающим импульс сдвига, подаваемый в регистр 11 сдвига. Последний меняет свое состояние и увеличивает коэААициент деления уп равляемого делителя 12 частоты и циф,роаналогового преобразователя 10 в два раза, После. переполнения счетчикф5 устанавливается в состояние, соответствующее половинному заполнению, 15 а его дальнейшее заполнение осуществляется импульсами с выхода управляемого делителя 12 частоты, следующими с частотой в два раза ниже чем значение опорной частоты, 20Если значение входной частоты находится в диапазоне Г /8К 8( Г /4, то в процессе преобразо 8 к,максвания счетчик 5 переполняется дважды. Регистр 11 сдвига также дважды меняет 25 свое состояние, последовательно увеличивая коэффициенты деления управляемого делителя 12 частоты и цифроаналогового преобразователя 10 в два, а затем в четыре раза, вследствие чего ЗО напряжение на выходе циАроаналогового преобразователя 10 оказывается пропорциональным входной частоте, При дальнейшем уменьшении входной частоты процессы аналогичны, По окончании пе риода преобразуемой частоты блок 2 управления закрывает первый элемент И 4, переписывает содержимое счетчика 5 и регистра 11 сдвига в регистры 7 и 8, затем обнуляет счетчик 5 и ус танавливает регистр 11 сдвига в ис .ходное состояние, подготавливая тем самым устройство к дальнейшему циклу преобразования.Лля предотвращения ложного измере ния при значении входной частоты Г Гвх. максьхгде п - число разрядов регистра 11 сдвига, равное числу разрядов второго циАроаналогового преобразователя 10, сигнал с выхода переполнения регистра 11 сдвига поступает в блок 2 управления на вход установки в 0 триг- .5 гера 16, возвращая его в исходное состояние, При этом блок 2 управления закрывает первый элемент И 4, формирует сигнал записи содержимого счетчика 5 и регистра 11 сдвигл в регистри 8 и затем обнуляет счетчик 5 и устанавливает регистр 11 сдвига в исходное состояние, Устройство переходит в режим ожидания следующего импульса входной частоты, Выходное напряжение устройства при этом минимально. Ввиду того, что диапазон преобразования циАроаналогового преобразователя 9 в любом случае не превышает 2 (при минимальном, а именно половинном заполнении счетчика 5, выходное напряжение циАроаналогового преобразователя 9 равно Б , а при полном его заполнении - 0,5 П точность преобразования не ухудшается с уменьшением частоты. Формула. изобретения 1. Преобразователь частота - напряжение, содержащий Аормирователь импульсов, вход которого является входной шиной, выход подключен к первому входу блока управления, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, второй выход блока управления подключен к установочному входу счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам второго элемента И и соответствующим инАормационным входам первого регистра, управляющий вход которого объединен с управляющим входом второго регистра и подключен к третьему выходу блока управления, выходы первого регистра подключены к соответствующим цифровым входам первогоциАроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого является шиной опорного напряжения, выход подключен к аналоговому входу второго циАроаналогового преобразователя, циАровые входы которого подключены к соответствующим вьюодам второго регистра, выход является выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения за счет увеличения диапазона преобразуемых частот, введены делитель частоты с управляемым коэффициентом деления и регистр сдвига, установочный вход которого объединен с установочным входом счетчика, тактовый выход подключен к выходу второго элемента5 1345348 6И, выход переполнения подключен к управления выполнен на двух одновибвторому входу управления, выходы раз- раторах и триггере, счетный вход корядов регистра сдвига подключены к торого является первым входом блока соответствующим информационным входам управления, вход обнуления является5второго регистра и соответствующим вторым входом блока управления, выуправляющим входам делителя частоты ход является первым выходом блока упс управляемым коэффициентом деления, . равления и подключен к входу первого тактовый вход которого подключен к одновибратора, выход которого явля- выходу первого элемента И, выход под-.10 ется вторым выходом блока управления ключен к тактовому входу счетчика, и подключен к входу второго одновиб 2. Преобразователь по п. 1, о т- ратора, выход которого является трел и ч а ю щ и й с я тем, что блок тьим выходом блока управления.1345348 Сос тав ит ель В. Першик овТехред И.Попович Корректор С.Черни Редактор С.Лисина Заказ 4932/55 Тираж В 99 ПЬдписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий110335, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, Г.Ужгород, ул-Проектная, 4