Преобразователь частоты в напряжение

)5 Н 03 К 9/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ может быть частотой а преобразо ной в прон калы в вид ватель, соимпульсов е орамплитуд равляющи нания, с ц ных возмож дополнител пропорцион го сигнала быстродейс усреднения 5 вычитани ватель 8 уп ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРИГИЯМП 1 фй ЯНТ СССР(71) Харьковский политехнический институт им, В,И,Ленина(57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и использовано в устроиствах томатики энергосистем для ния частоты и ее производрциональные выходные сигнапряжения. В преобразоержащий формировательтабильных длительности и первый формирователь 3 упмпульсов и блок 4 запомиелью расширения функциональостей за счет получения ного выходного напряжения, ального производной входновведены первое и второе вующие устройства 2 и 7элемент 9 задержки, блокключ 6 и второй формироравляющих импульсов, 4 ил .(1СР Т о о ВХВХКак видно из выражения (1), выходное напряжение быстродействующего устройства 2 усреднения будет прямо пропорционально частоте ЕконтролиРуемой сети. В конце каждого периода на выкоде Формирователя 3 нырабатыва 55 Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и можетбыть использовайо в устройствах частотной автоматики энергосистем дляпреобразования частоты и ее производНой в прямо пропорциональные выходныесигналы.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.На Фиг. 1 приведена Функциональнаясхема преобразователя частоты в наг 1 ряжение; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, нафиг, 3 - функциональная схема Форми"рователя импульсов стабильной длительности и амплитуды; на фиг. 4 -функциональная схема быстродействуюЩего устройства усреднения.Устройство (Фиг. 1) содержит форьирователь 1 импульсов стабильнойдлительности и амплитуды, первое быстродействующее устройство 2 усреднения, первый Формирователь 3 управляющих импульсов, блок 4 запоминания,блок 5 вычитания, ключ б, второе быстродействующее устройство 7 усреднеНия, второй Формирователь 8 управляющих импульсов и элемент 9 задержки.Устройство иа Фиг. 3 содержит элемент 9 задержки, выполненный на конденсаторе, токоограиичивающий элемент 10, выполненный на резисторе,счетчик 11 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ12, кварцевый генератор 13, ключ 14.Устройство на фиг. 4 содержит интег 35ратор 15 и блок 16 запоминания,Преобразователь частоты в напряжение работает следующим образом.1В начале каждого периода контроли руемой сети запускается формирователь 1, на выходе которого вырабатывается импульс стабильной длительности Т и амплитуды 0 . Быстродействующее устройство 2 усреднения, выпол Ненное на базе интегратора с запомиНающей обратной связью, выделяет среднее значение напряжения Формируемой импульсной последовательности за период контролируемой сети равное 5 О ется кратковременный управляющий импульс, что обеспечивает перенос значения выходного напряжения устройства 2 усреднения в блок 4 запоминания.Переносимое при этом напряжение будет прямо пропорционально частоте предшествующего периода сети, После чего на выходе элемента 9 задержки также вырабатывается кратковременный импульс, в результате чего на выходе устройства 2 усреднения устанавливается напряжение прямо пропорциональное частоте текущего периода. Блок 5 вычитания выделяет разность напряжений, пропорциональных частотам текущего и предшествующего периодов сети. При этом величина выходного напряжения блока 5 вычитания будет зависеть. от скорости изменения контролируемой частоты, т.е. от ее производной. Однако, пропорциональность этой зависимости будет нарушаться из-за погрешности, обусловленной неравенством длительностей предшествующего и текуцего периодов сети.Определим значение этой погрешности, предположив, что частота входного напряжения изменяется по линейному закону (фиг, 2), При этом разность частот текущего Е и предшествующего Е , периодов сети (фиг. 2) будет рав- на Еп Ей Еп = КТО, (2)где К - коэффициент, определяющийскорость изменения контролируемой частоты, т.е. производную частоты.Из выражения (2) с учетом (1) получим значение выходного напряжения ИЕ блока 5 вычитания, равноеИЕ и = 11 ТОКТ. (3)1При линейном законе изменения частоты величина производной должна быть равна постоянной величине. Однако, как следует из выражения (3), выходное напряжение ЩЕ блока 5 вычитания будет изменяться т.е. в значение выходного напряжения, пропорционального производной, будет вноситься ошибка, Величина вносимой при этом ошибки, как видно из выражения (3), будет прямо пропорциональна длительности периода Т контролируемого сигнала.Для устранения указанной ошибкизначение выходного напряжения блока 5 через ключ е лскключается ка вее5 165496 7 мя Т , задаваемое формирователем 1, к входу второго быстродействующего устройства 7 усреднения, к второму входу которого прикладываются кратковременные управляющие импульсы, вырабатываемые в моменты окончания импульса стабильной длительности Т, и амплитуды П , В результате чего выходное напряжение Бс 1, быстродействующего устройства 7 усреднения будет равно ср.2 Б ТК. Б 6 ХТ ИоТоГХоТо4) Как видно из выражения (4), выходное напряжение быстродействующего устройства 7 усреднения будет прямо пропорционально производной частоты контролируемого сигнала. То есть погрешность, содержащаяся в значении выходного напряжения блока 5, будет устраняться. В случае изменения частоты контролируемого сигнала по любому другому закону экспоненциальному, синусоидальному и др.) в выходном напряжении блока 5 вычитания также будет содержаться аналогичная погрешность, обусловленная неравенством длительностей предшествующего и текущего периода контролируемой сети, а в значении выходного напряжения быстродействующего устройства 7 усреднения ука занная погрешность будет аналогично устраняться. Таким образом, устройство позволяет преобразовать частоту контролируемой сети, а также ее производнуюв прямо пропорциональные выходные напряжения.формула изобретение 5Преобразователь частоты в напряжение, содержащий формирователь импульсов стабильных длительности и амплитуды, вход которого объединен с входом первого формирователя управляющих импульсов и является входной шиной, выход первого Формирователя управляющих импульсов соединен с управляющим входом блока запоминания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него введены первое ивторое быстродействующие устройстваусреднения, элемент задержки, блоквычитания, ключ и второй Формирователь управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входомвторого быстродействующего устройстваусреднения, а вход объединен с управляющим входом ключа, с информационнымвходом первого быстродействующегоустройства усреднения и подключен квыходу формирователя импульсов стабильных длительности и амплитуды, выход второго быстродействующего устройства усреднения является выходнойшиной, а вход подключен к выходу ключа, информационный вход которого соединен с выходом блока вычитания, первый вход которого подключен к выходублока запоминания, а второй входобъединен с информационным входомблока запоминания и подключен к выходу первого быстродействующего устройства усреднения, управляющий вход которого через элемент задержки подключен к выходу первого Формирователяуправляющих импульсов.1654967Фиг, 4,Составитель Ю.Спиридонов Редактор Л.Гратилло Техред Л,Сердюкова Корректор А.Обручар Заказ 1958 Тираж 466 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101