Преобразователь частоты в код

Союз СоветскихоциалистическихРеспублик Дополнительное к авт, свид-вуЗаявлено 23.05.75 (21) 2137565/2 3) М, Кл.в Н 0 02 заявки-исоединен сударственныи комитетавета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий) УДК 621.317.761 (088.8) вано 05,04.7 бликования Бюллетень исания 29 11(72) Авторы изобретения рюки В.К., К. Косгенич, Г,(71) Заявитеш Всесоюзный научно-исследовательский инситуэлектроэнергетики и Рязанский радиотехнический инсти 1 у1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КО Иэобретени е. ваого тем рительн ния в электроэ преобразовател диспетчерского числительного ройствах прот тем; может б исре ого10 ть также использовано для измя частоты в системах автономн я и контро ременного тока. оспабже одинакону изме. разования тоте,ь измене очности преональных воэмож бразовател рмировани е относится к информационно-изнике, предназначено для испольэонергетике в качестве измерительн я для автоматизированных сис управления с ЦВМ, в качестве преобразователя частота-код вивоаварийной автоматики энерго Известно устроиство для измерения отклонения частоты электрических колебаний от номинала путем сравнения периодов измеряемой и номинальной частот и подсчета за временной интервал, равный 15 разности этих периодов, импульсов частоты заполнения. В состав этого устройства входят блок формирования номинальной частоты, блок выделения разности периодов, блок формирования частоты заполнения, счетчик импульсов, схема переноса 20 кода и регистр хранения. В этом устройстве частота заполнения формируется путем алгебраического сложения числа импульсов основной последовательности с числом импульсов корректирующей после. довательности, пропорциональным произведению 25 числа импульсов основной и скорректированнои последовательностей.Однако данное устройство при изменяющейся во времени входной частоте работает с большой погрешностью. Это объясняется тем, что код может быть скорректирован только в момент прихода импульсов входящей частоты.Известен также преобразователь частоты в код, содержащий формирователь импульсов, блок выде. пения разности периодов, блок формирования периода частоты сравнения, схему совладения, блок формирования частоты коррекции, счетчик импуль. сов, схему переноса кода и регистр хранения (вы.ходнои регистр) .е Однако этому устроиству присуши н вая точность преобразования по диапаэо ряемой частоты, низкая точность преоб при изменяющейся во времени входно отсутствие возможности измерять скорос ния входнои частоты.Цель изобретения - повышение тразования и расширение функционостей устройства.Эта цель достигается тем, что в пчастоты в код, содержащий блок1 О 25 45 50 55 импульсов, соединенный выходом с первым входом блока вьщеления разности периодов, ко второ. му входу и одному из выходов которого цодключены соответственно выход и первый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу - первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом блока формирования частоты коррекции, введены два реверсивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем третий выход блока вьщеления разности периодов подключен к первым входам первого н второго реверсивпых счетчиков, ко второму входу первого из которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему - первый выход второго реверсивного счетчика, а выходы первого реверсивного счетчика соединены с управляющими входами первого блока преобразовании кода в частотно-импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе.вычитающего блока, другим вхо. дом соединенного с одним из выходов делителя частоты, а управляющим входом - с первым вьгходом первого реверсивного счетчика, а выходы первого преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность соединены со входами блока формирования частот коррекции, выходами делители часготы, вход которого подключен к шине опорной частоты, и входами второго преобразователи кода в частотно-импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а управляющими входами - ко вторым выходам второго реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы совпадения, один вход которой подключен ко второму выходу блока формирования частот коррекции, а другой - ко второму выходу блока выделе. ния разности периодов и входу первой схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом схемы сборки.На фиг, 1 показана функциональная электрическая схема преобразователя частоты в код; на фиг. 2 - временная диаграмма,Преобразователь содержит блок формирования прямоугольньгх импульсов 1, блок выделения разности периодов 2, блок формирования периода час. тоты сравнения 3, первую схему совпадения 4, блок формирования частот коррекции 5, два реверсивных счетчика 6, 7, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность 8, 9, делитель частоты 10, суммирующе-вычитающий блок 11, вторую схему совпадения 12, схему сборки 13.Блок 1 служит для формирования прямоугольных импульсов частотой 1 х. Блок 2 вселяет разность периодов частоты сравнения (строб ЬТ) и один раз в два периода частоты 1 х формирует сигнал установки начальных услоний. Блок 3 формирует сигнал, равный длительности периода обрат.60 4ной связи Тос, Блок 4 реализует функцию логического умножения для сигналов блоков 2 и 5.Блок 5 формирует частотно. импульсные последовательности Рк и Рк, подаваемые на схемы совпаде.ния 12 и 4 соответственно. Реверсивные счетчики 6и 7 подсчитывают входные импульсы. Блоки 8 и 9преобразуют коды счетчиков 6 и 7 в частотноимпульсные последовательности Ри ви Р.Блок 10 служит для деления опорной (эталонной)частоты Ра. Блок 11 - смеситель двух импульсныхпоследовательностей Рвом и Р,Схемы 12 и 13реализуют соответственно функции логическогоумножения и сложения.Преобразователь, относящийся к устройствамзамкнутого типа, реаггиэует метод сравнения входной частоты 1 и частоты обратной связи Фос.Работа устроиства может быть проиллюстрирована с помощью упрощенной временной диаграммыфиг. 2.На верхней диаграмме показаны зависимостидля входа и выхода преобразователя: отклонениевходной частоты ЬФ, н пропорциональная этому отно.шению величина выходного кода устройства ЙЫ вфункции времени т. Ниже соответственно погаэаныимпульсные последовательнссти частот 1 и , последовательность импульсов, определяющая момен.ты окончания формирования периода обратной связи Тос и строб ЬТ разности периодов входной частоты и частоты обратной связи,Период Тос частоты обратной связи формнруетси делением импульсной последовагельностиРеполучаемой путем смешивании в суммнрующе.вычитающем блоке 11 двух импульсных последовательностей, частота одной из которых постоянпа иравна Рном = КРа, а частота другой пропорциональна коду Й Ы. Блок выделения разности периодов 2 определяет знак разности периодов Пдля управленйя реверсом счетчиков и формируетстроба длительностью дТ= (Тх - Тос), в течение.которого на входы реверсивных счетчиков 6, 7,поступают частотно-импульсные последователь.ности Рк, Рк с блока формирования частот коррекции 5.Благодаря отрицательной обратной связи вели.чины кодов Й,М, Й в результате коррекции изме.няются в сторону, уменьшающую рассогласованиемежду сравнительными периодами, и после оконча.ния переходного процесса при 1 х = 1 ос получаютсякоды Й,у, Й пропорциональные соответственно1отключению входной частоты Ы = Рх. 1 ц) и еепроизводной.В устройстве частота обратной связи непрерывно следит за изменением входной частоты, т.е.происходит сравнение близких по величине периодов, Поэтому можно не предъявлять жесткихтребований к точности функционального изменениячастот коррекции Ек, Ек, что значительно упрощаетструктуру блока формирования частот коррекции.При этом погрешность преобразования существенно снижается.Сказанное иллюстрируется на временной диаграмме фиг,4 где 6 - погрешность измерения/величин ЬФ в интервале, времени первой коррекции, а 6 а . погрешность измерения после второй коррек. ции (6 г 0)Следует отметить, что величины частот Ек, Ек определяют время переходного процесса, по окончании которого при скачкообразном или линейно изменяющемся во времени входном сигнале преобра.ователь отрабатывает коды Едд и й с точ. костью, определяемой значением частоты Ре, и точностью формирования строба ЬТ.Устройство имеет второй порядок астатиэма и, следовательно, минимальное время переходного процесса, равное двум коррекциям (четырем периодам входной частоты) .Формула изобретенияПреобразователь частоты в код, содержащий блок формирования импульсов, соединенный выхо. ,дом с первым входом блока вьщеления разности периодов, ко второму входу и одному из выходов которого подключены соответственно выход и пер. вый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу. первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выхо. дом блока формирования частоты коррекции, о тч и ч а ю щ и й с я . тем, что, с целью товьпиеиия точности преобразования и расширения функцио. иальных возможностей, в него введены два ревер;ивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем третий выход блока выделения разности периодов подключен к первым входам первого и второго реверсивных счетчиков, ко второму входу первого иэ которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему - первый выход второго реверсивного 10 счетчика, а выходы первого реверсивного, счетчикасоединены с управляющими входамч первого блока треобраэования кода в частотно. импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе-вычитающего блока, другим 1 Б входом соединенного с одним из выходов делителячастоты; а управляющим входом - с первым выходом первого реверсивного счетчика, входы первого преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность соединены со зодами блока фор мирования частот коррекции, выходами делителячастоты, вход которого подключен к шине опорной частоты, и входами второго преобразователя кода в частотно импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а 2 ч управляющими входами - ко вторьна выходам вто.рого реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы сознадения, один вход которой подключен ко в горому выходу блока формирования частот коррекции, а другой - ко ЗО второму вьходу блока выделения разности периодов и входу первой схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом схемы сборки..о Те Макаревич Корре кто ор Б. Федотов Заказ 1015/ ИП пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 1065осударствен ног по делам изо 035, Москва, Ж Подписноекомитета Совета Министров СССретений и открытий- 35, Раушская наб., д. 4/5 11